如何从PC机RS-232串口获取电源的简单方法详细说明

计算机RS－232串行口是一种很常用的通信接口，一直在工业、科研中占有极为重要的角色。除作为简单的串口通信外，许多用户在串行口上开发了不少种类繁多、用途广泛的扩展产品，如手写笔、RS-232／RS-485转换接口、数据采集器等。这些产品大多需要有电源供电，如果由外部来给接口产品提供电源，难免繁琐且增加成本，本文向大家介绍从PC机RS232串口获取电源的简单方法。

图一所示是一种最简单的正、负电源获取方法。电路非常简单，成本也很低，仅需要4只二极管和2只电容即可完成整个功能，该电路的缺点是电流有限、电压不稳定。为此需要对图一的电路进行改进，以获得更好的正、负电源获取电路。

字串3

如图二所示。在PC机通电启动初始化串行口前，RS-232接口中RXD、RTS、DTR信号线电压约为-11V，经由图中二极管向六反相器UA～UF供电，反相器UA～UC和电阻R2、R3、电容C3组成振荡器，经UD～UF驱动输出方波。通过电容C4耦合和二极管整流至R1、C1、T1、DW、C2组成的电压调整电路产生供给系统的Vcc电压。初始化串行口后，RS-232接口中DTR、RTS信号线电压转换为约+11V，也经电压调整电路产生Vcc电压，为单片机电路提供电源。

字串5

注意PC机串行口本身不具备提供过大电流的能力，当从信号线上提取电流超过6mA时，信号线的电平将会下降许多，电流拾取过大还可能损害RS－232接口。

遇到的问题及解决方法

许多单片机系统的正常工作电流不大，但往往启动时电流远大于正常工作电流，这种情况可能出现启动时系统供电不足，导致单片机复位不良，从而造成单片机电路不能正常工作。

系统主要耗电大户往往是单片机与存储器，上电初始阶段，单片机启动电流较大，会使串行口提供的Vcc电压有所降低，单片机不能很快进入正常工作状态，而且此时程序存储器的各端口引脚上的状态也没有达到稳定，从而吸入更多的电流，由此产生不良循环使电压Vcc进一步下降，从而造成单片机不能正常复位启动。

解决问题的方法一是增加单片机上电复位时间，使单片机能可靠自动复位；二是通过右图所示的简单电路来控制程序存储器的选通时间。在上电初始阶段，由于R2、C1的充电过程，使得三极管V1的集电极输出YCS=“1”，使程序存储器选通失效。当R2、C1充电延迟一段时间后，YCS由“l”变“0”，程序存储器进入选通状态，从而避免了由于单片机外围电路上电时吸收电流过大而造成的非正常工作状态。实践证明，该方法行之有效。

.3开关管控制信号发生电路

为了精确控制开关电路的电压输出，本系统采用脉宽调制的控制方式调节开关管的工作状态。8155把单片机的高频脉冲信号分频后变成适宜的开关脉冲信号，作为8155的计数脉冲和门控信号，单片机把给定值与传感器采集的信号进行比较，产生误差信号，根据电压控制算法设置8155产生不同占空比（0～90％）的方波信号，经过光电耦合器控制开关调整电路输出设定的电压。8155输出端与开关电路进行光电隔离，防止来自开关电源电路的骚扰信号影响单片机系统的正常工作。鉴于受控的开关电路输出电压的高精度和快速调整特性，可采用改进的pid控制算法，它使得电压调整快，超调量小，性能稳定。

3.4监测和保护系统

为了使智能稳压电源能可靠、安全地工作，本系统设置了多重监测和保护系统，主要包括过热保护、过流保护和短路保护，其中过热保护采用中断方式控制。单片机系统通过温度传感器和电流传感器检测开关电路的工作温度和电源输出电流，倘若温度和电流超过给定值，单片机系统就切断开关电路激励信号并启动声光报警。单片机对短路保护采用电压和电流双重检测，只有当电压很低，电流很大时才启动短路保护。

3.5键盘及显示电路

智能稳压电源的键盘与显示部分装在仪器操作面板上，由8位led数码管，3个led指示灯以及16只键构成，其中4位数码管显示电源电压，4位数码管显示电流，3个灯作为报警显示。键盘与显示电路通过8155接口电路与8031相接。

4软件设计

本系统软件是由一个主程序，两个中断服务程序和一个子程序组成，它控制着智能稳压电源有条不紊地工作。

主程序流程图如图4所示。

在初始化过程中，先是将8031各个口复位，然后从eerom中读出上次关机前存入的数据，控制开关电路，并进行显示。初始化完成后，开中断。若有中断请求则响应，否则进行数据采样并读给定值，然后进行数据处理，若有短路或过流情况发生，则调用报警保护子程序，若没有短路或过流情况发生，则接照电压控制算法重新设置脉宽，激励开关电路。两个中断服务程序分别是过热检测保护报警程序和键盘设定程序，子程序是保护报警程序。

5结语

本文所设计的智能稳压电源不仅能作为常规的科研实验电源用，而且可以通过软件编程的方法使稳压电源产生连续变化的输出电压，作为电子产品（如音响功放等）性能（如零点漂移，动态失真等）测试用电源，从而达到一机多用，提高仪器使用效率的目的。