CN106326174B - 一种两线通信电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电通信设备电路，特别涉及一种数据传输用通信设备的电路。一种两线通信电路，本发明所述电路，包括电源端及相互交换数据的主机端和从机端，电源分别为主机端和从机端供电，主机端内设有主控机MCU1，主机端与从机端进行数据交换时，主控制模块不断改变输出电压，从机端对主机端输出电压信号分析处理后输出，为保证主机端与从机端同时进行数据交换的同时均分别处于带电状态，主控机MCU1输出电压VCC’小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2或者从控机MCU2输出电压VCC”小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2。本发明在现有两线的基础上即可满足高电量供电又可实现信息的传递功能。

Description

一种两线通信电路
技术领域
本发明涉及一种电通信设备电路，特别涉及一种数据传输用通信设备的电路。
背景技术
本发明涉及主机与外设之前的通讯，具体是一种二线通讯方式，可广泛适用于物联网领域。
目前常用的主机与外设之间进行数据传输的主要以四线方式（一条电源线、两条数据线和一条地线）或三线方式（一条电源线、一条数据线和一条地线）进行通信，本发明是采用通过二线的方式进行通讯（一条地线和一条数据线，数据线同时为从机提供电源，主机和从机可以进行半双工通信），而且数据传输是双向的，因而这种二线通讯方式具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于扩展和维护等优点。
随着电子技术的发展，电子技术已大量用于各种行业，但是市面上几乎所有的产品都是有源的，即产品带有供电电源。正是由于必须连接电源，大大限制了电子技术产品的应用场所。也有少量电子产品开始采用无源设计，但接口芯线多，其结构和制造工艺复杂，同类电子产品和传统产品相比技术和制造工艺复杂，制造成本高，应用范围有限。
发明内容
本发明提出一种可以在两线的基础上，既能满足供电，又能满足信息传送的两线通信电路。
本发明所述一种两线通信电路，包括电源端及相互交换数据的主机端和从机端，电源分别为主机端和从机端供电，主机端内设有主控机MCU1，主机端与从机端进行数据交换时，主控制模块不断改变输出电压，从机端对主机端输出电压信号分析处理后输出，为保证主机端与从机端同时进行数据交换的同时均分别处于带电状态，主控机MCU1输出电压VCC’小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2或者从控机MCU2输出电压VCC”小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2。
优选地，所述电源端一路直接为主机端供电，另一路通过第二电阻R2为从机端供电。
较优选地，所述主机端还包括分别与主控机输出端相连的主串行总线发射电路Tx和主串行总线接收Rx电路；所述主串行总线发射电路Tx包括第一高速电子开关Q1和与之串联的第一电阻R1；所述主串行总线接收电路Rx包括主比较器，所述主比较器输出端与主控机MCU1相连，其中主比较器两输入端分别连接基准电压和第一电阻模块M1；
所述从机端包括分别与从控机输出端相连的从控机MCU2、从串行总线发射电路Tx和从串行总线接收Rx电路； 所述从串行总线发射电路Tx包括第二高速电子开关Q2和与之串联的第三电阻R3； 所述从串行总线接收电路Rx包括从比较器，所述从比较器输出端与从控机MCU2相连，其中从比较器两输入端分别连接基准电压和第三电阻模块M3；
主控机MCU1控制第一高速电子开关Q1不断开闭，改变第二电阻R2和第一电阻R1之间的电压，所述电压信号通过第三电阻模块M3进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至从控机MCU2；同时第一电阻R1输出电压VCC’小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2；
或者从控机MCU2控制第二高速电子开关Q2不断开闭，改变第二电阻R2和第三电阻R3之间的电压，所述电压信号通过第一电阻模块M1进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至主控机MCU1；同时第三电阻R3输出电压VCC”小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2。
进一步地，所述第一高速电子开关Q1为三极管或MOS管。
进一步地，所述第一高速电子开关Q1为一组或多组，所述多组第一高速电子开关Q1相互串联。
更进一步地，所述电源端一路通过主稳压器LDO1为主控机MCU1供电，另一路通过第二电阻R2和从稳压器LDO2为从控机MCU2供电。
一种通信电路，所述主机端为一个，从机端为若干个，所述若干个从机端之间相互并联后与主机端的输出相连。
本发明所述两线通信电路，将原有的四线、三线通讯模式改变为两线通信模式，采用分压方式调制，在现有两线的基础上即可满足高电量供电和信息传递功能接口的设计，制作工艺简单，同时降低了成本低，可靠性高，同时还支持大功率供电，通讯速率高，本发明电路连接结构简单，实用性强可工业化生产。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是本发明原理时序图。
具体实施方式
实施例1。
本发明所述一种两线通信电路，包括电源端及相互交换数据的主机端和从机端，电源端一路通过主稳压器LDO1为主控机MCU1供电，另一路通过第二电阻R2和从稳压器LDO2为从控机MCU2供电。电源端输出电压VCC通过主稳压器LDO1输出稳定的直流电源VCC1给主控机MCU1，从稳压器LDO2为从控机MCU2提供稳定的额定工作电压，为保证主机端与从机端同时进行数据交换的同时均分别处于带电状态，主控机MCU1输出电压VCC’小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2或者从控机MCU2输出电压VCC”小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2。所述主机端还包括分别与主控机输出端相连的主串行总线发射电路Tx和主串行总线接收电路Rx；所述主串行总线发射电路Tx包括第一高速电子开关Q1和与之串联的第一电阻R1；所述主串行总线接收电路Rx包括主比较器，所述主比较器输出端与主控机MCU1相连，其中主比较器两输入端分别连接基准电压和第一电阻模块M1；
所述从机端包括分别与从控机输出端相连的从控机MCU2、从串行总线发射电路Tx和从串行总线接收电路Rx；所述从串行总线发射电路Tx包括第二高速电子开关Q2和与之串联的第三电阻R3；所述从串行总线接收电路Rx包括从比较器，所述从比较器输出端与从控机MCU2相连，其中从比较器两输入端分别连接基准电压和第三电阻模块M3；
主控机MCU1控制第一高速电子开关Q1不断开闭，改变第二电阻R2和第一电阻R1之间的电压，所述电压信号通过第三电阻模块M3进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至从控机MCU2；同时第一电阻R1输出电压VCC’小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2；
或者从控机MCU2控制第二高速电子开关Q2不断开闭，改变第二电阻R2和第三电阻R3之间的电压，所述电压信号通过第一电阻模块M1进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至主控机MCU1；同时第三电阻R3输出电压VCC”小于电源端输入电压VCC大于从机端输入电压VCC2。
本发明所述第一高速电子开关Q1为三极管或MOS管，本实施例为MOS管。为了使第二电阻R2和第三电阻R3或第二电阻R2和第一电阻R1之间的电压达到较大的变化，达到最小的信号接收误差，本发明所述第一高速电子开关Q1至少一组或多组，若为多组第一高速电子开关Q1，则它们之间相互串联。
当主控机MCU1向从控机MCU2进行信息传送时，主控机MCU1根据控制第一高速电子开关Q1不断地快速导通或截止，使第一电阻R1和第二电阻R2之间的电压拉高或者拉低，产生电压波动VCC’，由于VCC’是不断变化的，因此经过第三电阻模块M3的输出电压也为变化的，因此从比较器U2引脚3上的电压就是第三电阻M3的输出电压VCC”，该输出电压VCC”与从比较器U2内的基准参考电压进行比较，电压信号比较的结果通过比较器U2引脚1输出，由于该电压小于电源端输入电压VCC大于从控机MCU2输入电压VCC2，因此从控机MCU2根据这一电压信号认定该输出电压信号为主控机MCU1发出的数据信息。
当从控机MCU2向主控机MCU1进行信息传送时：从控机MCU1根据控制第二高速电子开关Q2不断地快速导通或截止，使第三电阻R3
和第二电阻R2之间的电压拉高或者拉低，产生电压波动VCC’，由于VCC’是不断变化的，因此经过第一电阻模块M1的输出电压也为变化的，因此主比较器U1引脚3上的电压就是第一电阻模块M1的输出电压VCC”，输出电压VCC”与从比较器U1内的基准参考电压进行比较，电压信号比较的结果通过比较器U1引脚1输出，由于该电压小于电源端输入电压VCC大于从控机MCU2输入电压VCC2，因此主控机MCU2根据这一电压信号认定该输出电压信号为主控机MCU2发出的数据信息。
实施例2。
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例所述多线通信线路，包括一台主机端和若干台从机端，所述若干台从机端之间相互并联后与主机端的输出相连。利用所述方式可以实现一路对多路的信息传递。本发明制作工艺简单，同时降低了成本低，可靠性高，同时还支持大功率供电，通讯速率高。

Claims (7)

1.一种两线通信电路，包括电源端及相互交换数据的主机端和从机端，电源分别为主机端和从机端供电，主机端内设有主控机（MCU1），其特征在于：主机端与从机端进行数据交换时，主控制模块不断改变输出电压，从机端对主机端输出电压信号分析处理后输出，为保证主机端与从机端同时进行数据交换的同时均分别处于带电状态，主控机（MCU1）输出电压（VCC’ ）小于电源端输入电压（VCC）大于从机端输入电压（VCC2）或者从控机（MCU2）输出电压（VCC” ）小于电源端输入电压（VCC）大于从机端输入电压（VCC2）。
2.如权利要求1所述一种两线通信电路，其特征在于：所述电源端一路直接为主机端供电，另一路通过第二电阻（R2）为从机端供电。
3.如权利要求2所述一种两线通信电路，其特征在于：
所述主机端还包括分别与主控机输出端相连的主串行总线发射电路和主串行总线接收电路；所述主串行总线发射电路包括第一高速电子开关（Q1）和与之串联的第一电阻（R1）；所述主串行总线接收电路包括主比较器，所述主比较器输出端与主控机（MCU1）相连，其中主比较器两输入端分别连接基准电压和第一电阻模块（M1）；
所述从机端包括分别与从控机输出端相连的从控机（MCU2）、从串行总线发射电路和从串行总线接收电路；所述从串行总线发射电路包括第二高速电子开关（Q2）和与之串联的第三电阻（R3）；所述从串行总线接收电路包括从比较器，所述从比较器输出端与从控机（MCU2）相连，其中从比较器两输入端分别连接基准电压和第三电阻模块（M3）；
主控机（MCU1）控制第一高速电子开关（Q1）不断开闭，改变第二电阻（R2）和第一电阻（R1）之间的电压，所述电压信号通过第三电阻模块（M3）进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至从控机（MCU2）；同时第一电阻（R1）输出电压（VCC’）小于电源端输入电压（VCC）大于从机端输入电压（VCC2）；
或者从控机（MCU2）控制第二高速电子开关（Q2）不断开闭，改变第二电阻（R2）和第三电阻（R3）之间的电压，所述电压信号通过第一电阻模块（M1）进入从比较器，从比较器将接收到的电压信号与基准电压比较后将结果输出至主控机（MCU1）；同时第三电阻（R3）输出电压（VCC”）小于电源端输入电压（VCC）大于从机端输入电压（VCC2）。
4.如权利要求3所述一种两线通信电路，其特征在于：第一高速电子开关（Q1）为三极管或MOS管。
5.如权利要求3或4所述一种两线通信电路，其特征在于：第一高速电子开关（Q1）为一组或多组，多组第一高速电子开关（Q1）相互串联。
6.如权利要求5所述一种两线通信电路，其特征在于：所述电源端一路通过主稳压器（LDO1P1）为主控机（MCU1）供电，另一路通过第二电阻（R2）和从稳压器（LDO2P2）为从控机（MCU2）供电。
7.包括如权利要求1所述两线通信电路的一种通信电路，其特征在于所述主机端为一个，从机端为若干个，所述若干个从机端之间相互并联后与主机端的输出相连。
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