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[工仪] 改造优利德UT70B数字万用表的串行电脑连接线/附ES51962电路资料

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发表于 2025-7-17 12:46:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
一台老表,优利德UT70B通用型数字万用表,随机的RS232电脑接线不见了,所以不能连接电脑。某天检测一个电源的长时间变化情况,想用电脑连接UT70B,只好从朋友处借来RS232接线完成测量。后来想自己做一个UT70B的电脑连接线,隧有此帖,帖中的部分图片为后来补拍的。

整理了一下,分为三个大部分汇报:
一、UT70B的RS232接口
二、COM口相关知识
三、改UT70B的电脑连接线为TTL传输


一、UT70B的RS232接口

这个表比较老了,跟随自己十几年了,没有拆过也没有校准过。
表是这样的,


外壳的后面是RS232的连接口,


基本参数,


表的全家福,


电源开关键不太好使,拆开顺便清理一下。


(一)拆UT70B

正面


拆开可见电路板背面


记下旋转开关刀片位置


电路正面


拆下LCD组件


电路板正面全貌


电路板上半部分
主控ES51962Q的第94脚是串行数据的输出,
通过Q3驱动红外发光管


电路板下半部分


整机电路图如下



(二)拆RS232连接线

卡在外壳的RS232转换部分


线是这样的,一头是RS232转换部分,另一头是DB9接头


DB9的母头


内部接线情况


RS232转换头,只有接收管


这个应该是个多功能头


拆开内部有电路板


电路如下



(三)电路功能表述

DB9母头的3脚是接收脚,接收电路光到电转换后的信号。
2脚是发送脚,本电路是没有使用的。
在空闲(断开)状态下,DB9公头的2脚(接收)3脚(发送)都是-11V;
其4脚和7脚也是-11V。
当电脑端上位机打开COM口不传送数据时,
DB9公头的2脚(接收)3脚(发送)还是-11V,表示COM口是空闲状态;
其4脚变为+11V,表示数据准备好;7脚还是-11V。
这时,电路中,C1和C2将4、7脚的电源组成对5脚(地)的正负电源,为传送数据打好基石。
电路的下半部分为红外光转换为电信号的核心:
在红外接收管Q0没有收到红外光时,Q1由于R1的拉高,截止;Q2由于R2拉低截止;
DB9母头的3脚为负电平(-11V),表示COM口空闲。
当红外接收管Q0没有收到红外光时,Q1由于R1的拉地而导通;Q2由基极被Q1拉高,导通;
DB9母头的3脚为正电平(+11V),表示收到逻辑“0”信号。

(四)使用RS232情况

不多展示,原厂设计的成熟电路,没啥说的,
连接状态


断开状态




二、COM口相关知识

(一)接口定义
COM口,以在台机上使用的是DB9接口,确切的说是使用的DB9公头(Male Connector),
连接电脑的下位机则使用DB9母头(Female Connector)。
公母头定义如下图:关键是2、3脚是反的,



EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
在TXD(发送)和RXD(接收)上:
逻辑“1”(MARK)=-3V~-15V:逻辑“0”(SPACE)=+3~+15V。
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上:
信号有效(接通,ON状态,正电压)电平范围是:+3V~+15V;
信号无效(断开,OFF状态,负电压)电平范围是:-3V~-15V。
以上规定说明了RS-232C标准对逻辑电平的定义。
对于数据(信息码):逻辑“1”(传号)的电平低于-3V,逻辑“0”(空号)的电平高于+3V;
对于控制信号:接通状态(ON)即信号有效的电平高于+3V,断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V,
也就是当传输电平的绝对值大于3V时,电路可以有效地检查出来,
介于-3~+3V之间的电压无意义,低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义,
因此,实际工作时,电平在-3V~-15V或+3V~+15V之间都是有效的。

对电脑台机的COM口进行电压测量如下


其实COM口的控制信号的电平是受上位程序的控制影响的,不同的上位机对控制信号的控制是不一样的。
如串口调试软件有的就可以控制部分信号

打开DTR信号


打开RTS信号


控制信号RTS、CTS开启时为正电平,关闭时为负电平。
当使用UT70B的上位机打开COM口时,电压如下


其实只有4脚的DTR变为正电平了。

(二)USB转RS232线

对于笔记本,没有COM口,只能使用USB转RS232线,在电脑上模拟一个COM口。


本人使用的垃圾线


以笔记本上模拟出的COM口,是烂大街的CH340


测量一下DB9各脚电压,果然(4、7脚)只能输出+5V的电平。


使用这根USB转RS232线一定要打开DTR,不然收不到数据。


(三)使用

连接到笔记本上


笔记本上打开上位程序,使用模拟出来的COM1口,正常使用


程序界面





三、改UT70B的TTL传输

由于这是一块老表,所以当时设计使用了COM口,而现在的电脑也逐渐没有了COM口,特别是笔记本已经找不到COM了。
RS232就是串行通信,只是与TTL串行接口的电平定义不一样:
RS232接口中:逻辑“1”:-3V~-15V;逻辑“0”:+3~+15V。
TTL接口中:逻辑“1”:2.7V~5V:逻辑“0”:0~0.5V。
所以在想,用COM口时,都是通过CH340或MAX232等模拟(转换)出一个COM口,而手上这种小模块也有不少,
想着用把红外光信号转换为TTL电平的串行信号,更方便以后使用。

(一)使用现成的模块

首先想到的是火焰传感器模块,这种模块有三线和四线两种,


四线比三线多了一根模拟输出,


手头上的是四线的,只用开关信号脚


将其的DO与USB-TTL板的RXD相连,并连接上VCC与GND


UT70B上位程序不响应,用串口调试程序观察,有不规律信号


研究了一下,这个火焰传感器模块是个传感器,没有考虑传送数据,
因为在红外接收管上并联了一个小电容,造成响应不及时,丢BIT了。


去掉红个接收管并联的C2后,UT70B上位程序工作正常了。
但是这个模块在大了,不方便放在万用表后面。

(二)小电路完成功能

自己设计一个小电路吧


用洞洞板,尽量做的小一点,用插针,方便使用的时候用杜邦线连接,


红外接收管是从别的模块上借来的


在台机上,USB-TTL模拟出COM4,


打开上位机,选择COM4,连接正常


可以正常使用


这个比火焰传感器模块小多了


当然可以与CH340做到一块板上,这样只要USB连接就可以了


本人不常用这个功能,所以就这样吧
经测试使用PL2303也可以


测试用的家当



(三)UT70B的串行数据

查阅ES51962手册,在其发出的串行数据使用的波特率是2400,
单个数据包由1个起始位(始终为0)、7个数据位、1个奇偶校验位和1个停止位(始终为1)组成。
数据发送的顺序是最低有效位(LSB)在前、最高有效位(MSB)在后的方式。


一个数据块由11下数据包组成,


各数据的含义如下:









数据块最后是回车换行,


用串口调试软件,设置好端口参数,就可以观察到接收数据


比如测量频率时


上位机接收到的数据如下,基本上每秒两个数据块,



举个栗子:
串行发送十六进制数据为0x30 0x30 0x30 0x32 0x36 0x34 0x38 0x30 0x30 0x0D 0x0A十一个数据包,解释如下,


上位机根据数据内容,显示在上位机对应的数据或图表位。


再举个栗子:


上位机显示为


那么这个咧





下面注意避坑哦:
UT70B万用表原理图

ES51962英文手册

UT70B的RS232线原理相关电路
.



谢谢观赏!
祝各位坛友天天快乐!



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发表于 昨天 08:41 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
主芯片的串口输出信号直接到USB转换芯片,安装一个TYPE-C插座,以后使用就一条普通线就行了。这样改取消红外发射接收的隔离部分,会有什么影响吗?
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发表于 3 天前 | 显示全部楼层
这是相当的牛啊,我也有块这样的表,学习了!

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发表于 4 天前 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
太有空了,折腾这个需要多久?

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jf201006 + 6 歡迎探討 将来就省时间了

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
强力围观大佬精华帖中,这个必须给个大大的顶

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
我的61E和电脑通信,我打算自己写一个软件读数据怎么也不通,找了半天才发现是DTR没使能

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jf201006 + 6 謝謝分享 用TTL就不用考虑其他了.

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层
高手,我等菜鸟只能搬个板凳围观

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层
不知道其他主控芯片的万用表能不能扩展出串行数据输出接口?

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层
TTL 大显神通,谢谢分享。

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
工具还是看人来用,学习不同级别的使用方法

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
印象中61E也是红外接口转串口吧

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jf201006 + 6 我很贊同 61E也是红外转串口的

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
上位机程序是厂家搞的吗

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jf201006 + 6 歡迎探討 是的

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
懂技术的人都能自己DIY合适自己的工具,赞一个

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jf201006 + 6 謝謝分享

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发表于 6 天前 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
优秀文章,看标题以为仅仅是TTL,细一看确实没想到是原表用的是红外传输

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jf201006 + 6 謝謝分享

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
改的很好,旧表又升值了。

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
tmp099 发表于 2025-7-19 03:07
嗯,50大米还不包邮

好用是好用,贵也是真贵

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jf201006 + 6 認真回帖

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
8139 发表于 2025-7-17 13:27
前排围观老哥自己做硬外挂,然后抱着欧万18B的蓝牙接收器笑而不语

嗯,50大米还不包邮
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
非常详细的分析。

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jf201006 + 6 謝謝分享

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