RS-232C异步串行通信被广泛地用于计算机应用的各个领域中。常见的连接方式是通过双绞线将微机与外设直接互连。这样连接在正常情况下不会产生问题,设备可以安全地运行。但是当出现异常情况,诸如某些偶然原因导致设备漏电或与电源短路时,外设会带上较高的电压,这个电压通过双绞线加在算机的串口输入端,轻则引起串行接口电路失效,重则造成计算机损坏,操作人员触电,使通信中断,设备失控。为了避免计算机和仪器设备之间的相互干扰,使系统工作得更安全、可靠,计算机与外设之间的连接应通过光电隔离器,这样在信号传递上它们是连通的,而在电路上它们是绝缘的。一般隔离器两端的耐压可达1000伏以上,足以抵抗市电电压数量级的电击。
下面介绍一种RS-232C串口全双工通信隔离器的制作,它结构简单,共用了四个端口(2,3,7,20),适用于原需两根信号传输线、一根地线的三线制通信电路中。如果原信号线多于两根,则可以在电路设计中采用相同的方法进行扩展。这种通信隔离器自身不带电源,仅利用设备上串口的信号电平就可以正常工作,所以功耗极小。由于电路简单,体积也可以做得很小,电路板装入常用的串并口连接盒内,使用时仅需将接在计算机端的原串行通信DB25插头拔出,将隔离器孔端插入计算机的RS-232C插座,DB25插头插在隔离器的针端插座上,安装牢固即可以工作,非常方便。
实用电路原理图见图l。由RS-232C串口的DB25插座端口定义可知,其2脚为信号发送端,3脚为信号接收端,7脚是信号地,它们是必然用到的。此外图中还用到20脚(数据终端就绪DTR端),该脚一般总是输出高电平,它被当作光耦的工作电源。若个别外设上的该引脚无法利用,可改用其它信号输出端口,如4脚(请求发送RTS端)。

由图可知,R1、R5是光耦输入端的限流电阻。二极管起整流作用,可用IN4148,其中VD1提供一个负极性的下拉电压,VD2提供一个正极性的上拉电压。电容C1~C4均为滤波电容,可采用超小型电解电容。光电耦合器尽量选用速度快一些的,隔离电压高一些的。按所给电路原理图制作的通信RS-232C串行通信隔离器经实际使用,其适应范围宽,效果理想,可用于各种波特率的串行通信回路中。(闵子建)