20mA电流环

光电耦合器也常用于较远距离的信号隔离传送。在传送中光电耦合器可以起到隔离两个系统地线的作用，使两个系统电源相互独立，形成电流环路的传送形式。由于电流环电路是低阻抗电路，它对噪音的敏感度低，因此提高了通讯系统的抗干扰能力。常用于有噪音干扰的环境下作远距离的信号传输。 20mA电流环是EIA（电子工业协会）未经正式颁布的一种电流控制的串行通信接口。其基本思想是要保证发送环路（由两根线组成，一根送出电流，一根返回电流）和接收环路（也由两根线组成）中流过的电流为20mA。当环路中有20mA电流流过时表示逻辑“1”；无20mA电流时表示逻辑“0”。图1是用光电耦合器组成的20mA电流环串行通信电路。

当系统传输距离不同时，线路上的等效电阻也不一样，所以每个系统的电流环结构不一定完全相同。这主要体现为环路电阻的取值。电流环电路连线的电阻对传输距离影响很大，要针对不同的线路专门计算。计算方法如下：设两系统之间的通信距离为800m，每200m通信线电阻为1Ω，则通信线总电阻为4Ω。已知4N25中发光二极管两端导通电压约0.3V，4N25输出的低电平约0.3V，于是R1，R2为：

可以取R1＝R2＝100Ω。

图1 20mA电流环串行通信接口电路

图1是两个单片机系统通过20mA电流环进行串行口连接实现数据通信为例，说明其应用。电路中的两片80C51串行口均工作在方式1，作为发送方的80C51的输出信号经过SN75452进行功率放大后送到传输线上，经过光电耦合器4N25进行光电隔离转换，由反相器74LS04送入另一80C51的接收端。软件设计可参照单片机之间的串行通信。