CN209046639U - 一种数据收发电路和通信仪表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数据收发电路和通信仪表，用以减少数据收发电路所需的电源数量，降低成本。所述数据收发电路，包括：连接于电源正极与电源负极之间的接收电路、发送电路和第一电阻组件，所述接收电路并联于所述第一电阻组件的两端，所述发送电路与所述第一电阻组件串联连接在所述电源正极和所述电源负极之间，所述第一电阻组件与所述发送电路的连接节点与正极母线连接，所述电源负极与负极母线连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据收发领域，尤其涉及一种数据收发电路和通信仪表。
背景技术
在通信仪表产品应用中，一般采用两线的MBUS母线来给仪表(从机)供电及通信。MBUS母线是一种主从式半双工传输总线，采用主叫/应答的方式通信，即只有处于中心地位的主机(Master)发出询问后，从机(Slave)才能向主站传输数据。
MBUS母线通信的主要特点如下：总线采用两线制，不分正负极性，施工简单、方便；总线采用独特的电平特征传输数字信号，抗干扰能力强，传输距离长；总线在通信的同时也给从机供电，降低维护成本；总线型拓扑结构，扩展方便，单个主机可以同时挂载多个从机，组网成本低；任一从机节点的故障不影响整个总线其他从机的正常通信功能。
但是，目前大部分MBUS主机收发电路都采用集成电路(Integrated Circuit，IC)、比较器、以及放大电路等来设计，需要多个电压的电源来给这些IC供电，电路方案比较复杂，不利于问题的排查，而且成本昂贵。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种数据收发电路和通信仪表，用以减少数据收发电路所需的电源数量，降低成本。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种数据收发电路，包括：连接于电源正极与电源负极之间的接收电路、发送电路和第一电阻组件，接收电路并联于第一电阻组件的两端，发送电路与第一电阻组件串联连接在电源正极和电源负极之间，第一电阻组件与发送电路的连接节点与正极母线连接，电源负极与负极母线连接。
本实用新型实施例的有益效果如下：
本实用新型实施例提供的数据收发电路，接收电路、发送电路和第一电阻组件均连接于电源正极和电源负极之间，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，与现有技术中采用IC、比较器、以及放大电路等来设计数据收发电路，需要多个电压的电源来给这些IC供电相比，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，减少了数据收发电路所需的电源数量，从而降低了成本。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，发送电路，包括：连接于第一电阻组件与电源负极之间的第一开关支路和连接于电源正极和电源负极之间的第二开关支路，第一开关支路通过第二电阻组件与第二开关支路相连接，第二开关支路通过第三电阻组件与用于控制发送数据的发送使能端相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第一开关支路包括串联连接的第四电阻组件和第一三极管，第四电阻组件的一端与第一电阻组件相连接，第四电阻组件的另一端与第一三极管的集电极相连接，第一三极管的基极通过第二电阻组件与第二开关支路相连接，第一三极管的发射极与电源负极相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第二开关支路包括串联连接的第五电阻组件和第二三极管，第五电阻组件的一端与电源正极相连接，第五电阻组件的另一端与第二三极管的集电极相连接，第二三极管的基极通过第三电阻组件与发送使能端相连接，第二三极管的发射极与电源负极相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，接收电路包括：连接于电源正极与电源负极之间的第三开关支路和第四开关支路、以及连接于用于控制发送数据的发送使能端和用于控制接收数据的接收使能端之间、且与第四开关支路连接的第五开关支路，第三开关支路通过第六电阻组件与正极母线连接，第四开关支路通过第七电阻组件与第三开关支路连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第三开关支路包括串联连接的第八电阻组件和第三三极管，第八电阻组件的一端与电源负极相连接，第八电阻组件的另一端与第三三极管的集电极相连接，第三三极管的基极通过第六电阻组件与正极母线相连接，第三三极管的发射极与电源正极相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第四开关支路包括串联连接的第九电阻组件和第四三极管，第九电阻组件的一端与电源正极相连接，第九电阻组件的另一端与第四三极管的集电极相连接，第四三极管的基极通过第七电阻组件与第三开关支路相连接，第四三极管的发射极与电源负极相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第五开关支路包括串联连接的第十电阻组件和第五三极管，第十电阻组件的一端与发送使能端相连接，第十电阻组件的另一端与第五三极管的基极相连接，第五三极管的发射极与第四开关支路相连接，第五三极管的集电极与接收使能端相连接。
在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的上述电路中，第六电阻组件与正极母线之间连接有二极管，二极管的阳极与第六电阻组件连接，二极管的阴极与正极母线连接。
第二方面，本实用新型实施例提供一种通信仪表，通信仪表中包括本实用新型实施例第一方面提供的数据收发电路。
本实用新型实施例提供的通信仪表，该通信仪表中包括本实用新型上述实施例提供的数据收发电路，由于数据收发电路中接收电路、发送电路和第一电阻组件均连接于电源正极和电源负极之间，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，与现有技术中采用IC、比较器、以及放大电路等来设计数据收发电路，需要多个电压的电源来给这些IC供电相比，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，减少了数据收发电路所需的电源数量，从而降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的数据收发电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的发送电路的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的接收电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。
下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的数据收发电路和通信仪表的具体实施方式进行说明。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种数据收发电路，包括：连接于电源正极与电源负极之间的接收电路11、发送电路12和第一电阻组件13，接收电路11并联于第一电阻组件13的两端，发送电路12与第一电阻组件13串联连接在电源正极和电源负极之间，第一电阻组件13与发送电路12的连接节点与正极母线连接，电源负极与负极母线连接。
本实用新型实施例提供的数据收发电路，接收电路11、发送电路12和第一电阻组件13均连接于电源正极和电源负极之间，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，减少了数据收发电路所需的电源数量，从而降低了成本。
具体实施时，如图2所示，发送电路12，包括：连接于第一电阻组件13与电源负极之间的第一开关支路21和连接于电源正极和电源负极之间的第二开关支路22，第一开关支路21通过第二电阻组件23与第二开关支路22相连接，第二开关支路22通过第三电阻组件24与用于控制发送数据的发送使能端TXD相连接。
其中，第一开关支路21包括串联连接的第四电阻组件25和第一三极管26，第四电阻组件25的一端与第一电阻组件13相连接，第四电阻组件25的另一端与第一三极管26的集电极相连接，第一三极管26的基极通过第二电阻组件23与第二开关支路22中第五电阻组件27和第二三极管28的中间节点相连接，第一三极管26的发射极与电源负极相连接。
第二开关支路22包括串联连接的第五电阻组件27和第二三极管28，第五电阻组件27的一端与电源正极相连接，第五电阻组件27的另一端与第二三极管28的集电极相连接，第二三极管28的基极通过第三电阻组件24与发送使能端TXD相连接，第二三极管28的发射极与电源负极相连接。
具体实施时，如图3所示，接收电路11包括：连接于电源正极与电源负极之间的第三开关支路31和第四开关支路32、以及连接于用于控制发送数据的发送使能端TXD和用于控制接收数据的接收使能端RXD之间、且与第四开关支路32连接的第五开关支路33，第三开关支路31通过第六电阻组件34与正极母线连接，第四开关支路32通过第七电阻组件35与第三开关支路31连接。
其中，第三开关支路31包括串联连接的第八电阻组件36和第三三极管37，第八电阻组件36的一端与电源负极相连接，第八电阻组件36的另一端与第三三极管37的集电极相连接，第三三极管37的基极通过第六电阻组件34与正极母线相连接，第三三极管37的发射极与电源正极相连接。
第四开关支路32包括串联连接的第九电阻组件38和第四三极管39，第九电阻组件38的一端与电源正极相连接，第九电阻组件38的另一端与第四三极管39的集电极相连接，第四三极管39的基极通过第七电阻组件35与第三开关支路31中第八电阻组件36和第三三极管37的中间节点相连接，第四三极管39的发射极与电源负极相连接。
第五开关支路33包括串联连接的第十电阻组件40和第五三极管41，第十电阻组件40的一端与发送使能端TXD相连接，第十电阻组件40的另一端与第五三极管41的基极相连接，第五三极管41的发射极与第四开关支路32中第九电阻组件38和第四三极管39的中间节点相连接，第五三极管41的集电极与接收使能端RXD相连接。
在一种可能的实施方式中，为了防止电路中的静态电流导致第三三极管37导通，出现误接收的问题，本实用新型实施例在第六电阻组件34与正极母线之间还可以连接二极管42，二极管42的阳极与第六电阻组件34连接，二极管42的阴极与正极母线连接。
从本实用新型实施例的电路结构可以看出，本实用新型实施例提供的数据收发电路仅采用三极管、二极管、电阻等分立器件进行设计，电路简单实用，稳定可靠，元器件少，易于问题排查、维修，并且成本低，尺寸小，重量轻。
下面以发送电路传送逻辑“1”(MARK)信号电压为22伏(V)≤Vmark≤42V，传送逻辑“0”(SPACE)信号电压：12V≤Vspace≤Vmark-10V，接收电路传送逻辑“1”(MARK)信号电流：0毫安(mA)≤Imark≤1.5mA，传送逻辑“0”(SPACE)信号电流：11mA≤Ispace≤20mA为例，对本实用新型实施例提供的数据收发电路的原理进行详细说明。
具体实施时，对于发送电路，通过采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的TXD信号控制三极管的导通与关断，并通过分压电阻来实现正极母线MBUS+的电平变化，以达到传送逻辑“1”和传送逻辑“0”，整个发送电路只有VCC(22V-42V)一个电源。
具体来说，对于发送电路，MCU将发送信号TXD与第二三极管28的基极连接，TXD常态为高电平，此种情况下第二三极管28导通，第一三极管26不导通，所以MBUS+电压约等于VCC电压；当MCU要发送信号时，将TXD拉低，此时第二三极管28不导通，第一三极管26导通，MBUS+的电压由第一电阻组件12和第四电阻组件25分压，通过调节第一电阻组件12和第四电阻组件25的阻值，可以使MBUS+的电压满足12V≤Vspace≤Vmark-10V，即实现了发送信号。
具体实施时，对于接收电路，通过一个PNP三极管来检测MBUS母线的电平变化，当检测到母线电平被拉低后，三极管会将此拉低的信号传送给MCU的RXD，达到接收的目的。
具体来说，对于接收电路，当对端(主机或从机)返回数据时，母线的电流会有变化。当对端传送逻辑“1”(MARK)信号给本端(从机或主机)时，不拉母线电流，母线上的电流默认为0mA≤Imark≤1.5mA，第六电阻组件34两端有微小压差，此时第三三极管37不导通，第四三极管39也不导通，第五三极管41的发射极电压为VCC，基极电压为TXD的常态电压，一般为MCU的GPI0电压，因此，VCC的电压远远大于TXD的电压，所以第五三极管41也不导通，这时第五三极管41的集电极电压为MCU RXD的常态电压，即逻辑“1”；当对端传送逻辑“0”(MARK)信号给本端时，会在母线上拉20mA左右电流，此时第三三极管37导通，第四三极管39也导通，所以第四三极管39的集电极电压为0V，即第五三极管41的发射极电压也为0V，由于在接收状态时，TXD电压为常态电压，即逻辑“1”，所以此时RXD的电压会由于第五三极管41的导通而变为逻辑“0”，即正常接收逻辑“0”信号。
需要说明的是，当发送信号的时候，母线的电压也会被拉低，此时第三三极管37和第四三极管39导通，但由于发送信号时TXD为低电平，所以第五三极管41不导通，RXD的电平为默认常态电平，即逻辑“1”，从而避免了自身发送的信号被自身接收的问题。
第二方面，本实用新型实施例提供一种通信仪表，通信仪表中包括本实用新型实施例第一方面提供的数据收发电路。
本实用新型实施例提供的通信仪表，该通信仪表中包括本实用新型上述实施例提供的数据收发电路，由于数据收发电路中接收电路、发送电路和第一电阻组件均连接于电源正极和电源负极之间，整个数据收发电路仅需要一个电源供电，减少了数据收发电路所需的电源数量，从而降低了成本。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种数据收发电路，其特征在于，包括：连接于电源正极与电源负极之间的接收电路、发送电路和第一电阻组件，所述接收电路并联于所述第一电阻组件的两端，所述发送电路与所述第一电阻组件串联连接在所述电源正极和所述电源负极之间，所述第一电阻组件与所述发送电路的连接节点与正极母线连接，所述电源负极与负极母线连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述发送电路，包括：连接于所述第一电阻组件与所述电源负极之间的第一开关支路和连接于所述电源正极和所述电源负极之间的第二开关支路，所述第一开关支路通过第二电阻组件与所述第二开关支路相连接，所述第二开关支路通过第三电阻组件与用于控制发送数据的发送使能端相连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一开关支路包括串联连接的第四电阻组件和第一三极管，所述第四电阻组件的一端与所述第一电阻组件相连接，所述第四电阻组件的另一端与所述第一三极管的集电极相连接，所述第一三极管的基极通过所述第二电阻组件与所述第二开关支路相连接，所述第一三极管的发射极与所述电源负极相连接。
4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二开关支路包括串联连接的第五电阻组件和第二三极管，所述第五电阻组件的一端与所述电源正极相连接，所述第五电阻组件的另一端与所述第二三极管的集电极相连接，所述第二三极管的基极通过所述第三电阻组件与所述发送使能端相连接，所述第二三极管的发射极与所述电源负极相连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电路，其特征在于，所述接收电路包括：连接于所述电源正极与所述电源负极之间的第三开关支路和第四开关支路、以及连接于用于控制发送数据的发送使能端和用于控制接收数据的接收使能端之间、且与所述第四开关支路连接的第五开关支路，所述第三开关支路通过第六电阻组件与所述正极母线连接，所述第四开关支路通过第七电阻组件与所述第三开关支路连接。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第三开关支路包括串联连接的第八电阻组件和第三三极管，所述第八电阻组件的一端与所述电源负极相连接，所述第八电阻组件的另一端与所述第三三极管的集电极相连接，所述第三三极管的基极通过所述第六电阻组件与所述正极母线相连接，所述第三三极管的发射极与所述电源正极相连接。
7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第四开关支路包括串联连接的第九电阻组件和第四三极管，所述第九电阻组件的一端与所述电源正极相连接，所述第九电阻组件的另一端与所述第四三极管的集电极相连接，所述第四三极管的基极通过所述第七电阻组件与所述第三开关支路相连接，所述第四三极管的发射极与所述电源负极相连接。
8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第五开关支路包括串联连接的第十电阻组件和第五三极管，所述第十电阻组件的一端与所述发送使能端相连接，所述第十电阻组件的另一端与所述第五三极管的基极相连接，所述第五三极管的发射极与所述第四开关支路相连接，所述第五三极管的集电极与所述接收使能端相连接。
9.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第六电阻组件与所述正极母线之间连接有二极管，所述二极管的阳极与所述第六电阻组件连接，所述二极管的阴极与所述正极母线连接。
10.一种通信仪表，其特征在于，所述通信仪表中包括如权利要求1-9中任一项所述的数据收发电路。
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| CN201822181963.2U CN209046639U (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种数据收发电路和通信仪表 |
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| CN110535618A (zh) * | 2019-10-11 | 2019-12-03 | 深圳市中安利业科技技术有限公司 | 带供电的二线半双工通讯电路及其通讯方法 |
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