本實(shí)用新型屬于主從機(jī)之間的通訊電路領(lǐng)域，尤其是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合通訊總線電路。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品通訊設(shè)計(jì)里面，電源線和通訊線都是分開獨(dú)立工作和使用，在一些長(zhǎng)距離的需要通訊的現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)造成線束太多，并且經(jīng)濟(jì)性也不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于一種新型的復(fù)合通訊總線電路，基于電源供電線進(jìn)行復(fù)合使用，僅僅只需要兩根線束就可以同時(shí)完成部件之間的通訊和供電功能，在發(fā)送端把調(diào)制通訊信號(hào)到電源線上，而接收端基于電源線載波進(jìn)行解調(diào)信息，同時(shí)電源線也給后端供電，極大的提高了線束利用率，具有可觀的經(jīng)濟(jì)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種新型的復(fù)合通訊總線電路，包括主機(jī)通信電源，主機(jī)發(fā)送及主機(jī)接收電路，從機(jī)電源，從機(jī)發(fā)送及從機(jī)接收端口；其中主機(jī)通信電源為通信和從機(jī)提供整體電源；主機(jī)發(fā)送電路負(fù)責(zé)將來自主機(jī)發(fā)送端口的信號(hào)加載到電源線上；主機(jī)接收電路負(fù)責(zé)將加載在電源線上的信號(hào)從電源線上分離出來并送到主機(jī)的接收端口。

本實(shí)用新型所述的復(fù)合通訊總線電路提供了一種新的通信方式；此電路的主機(jī)、從機(jī)可以根據(jù)軟件編制者自定義；省去了原有的通信線，簡(jiǎn)化了外部接線；有較好的擴(kuò)展性；最大程度的利用了硬件資源節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。

本實(shí)用新型可以根據(jù)實(shí)際需要接入多個(gè)從機(jī)，主機(jī)發(fā)送命令，從機(jī)接收命令后分別向主機(jī)返回信息。

本實(shí)用新型將信號(hào)加載到了電源線上，主機(jī)和從機(jī)之間采用了分時(shí)總線控制的通信機(jī)制。在實(shí)際應(yīng)用中主機(jī)需要與從機(jī)約定每個(gè)從機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)地址編碼，主機(jī)發(fā)送命令的方式為：頭碼+地址碼+數(shù)據(jù)/命令標(biāo)記+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)碼。格式也可以根據(jù)用戶需要自己定義,主機(jī)只能有唯一一個(gè)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例復(fù)合通信總線示意圖；

圖2A-C為實(shí)施例復(fù)合通信總線的實(shí)現(xiàn)電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

[如圖2A-C所示，本復(fù)合通訊總線電路主要包括主機(jī)通信電源、主機(jī)發(fā)送、主機(jī)接收、從機(jī)電源、從機(jī)發(fā)送、從機(jī)接收部分。其中主機(jī)通信電源為通信和從機(jī)提供整體電源；主機(jī)發(fā)送電路負(fù)責(zé)將來自主機(jī)發(fā)送端口（TXD）的信號(hào)加載到電源線上；主機(jī)接收電路負(fù)責(zé)將加載在電源線上的信號(hào)從電源線上分離出來并送到主機(jī)的接收端口（RXD）；從機(jī)電源部分負(fù)責(zé)將電源線上的信號(hào)濾除，得到穩(wěn)定的從機(jī)電源；從圖2B及2C中可以看出從機(jī)的收、發(fā)電路的作用與主機(jī)的收、發(fā)電路一致，其作用與主機(jī)的收、發(fā)電路相同。兩個(gè)MCU通過電源線和地線完成通信供能。

如圖1所示，主機(jī)和從機(jī)之間采用了分時(shí)總線控制的通信機(jī)制，將信號(hào)加載到了電源線上。在實(shí)際應(yīng)用中主機(jī)需要與從機(jī)約定每個(gè)從機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)地址編碼，主機(jī)發(fā)送命令的方式為：頭碼+地址碼+數(shù)據(jù)/命令標(biāo)記+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)碼。格式也可以根據(jù)用戶需要自己定義,主機(jī)只能有唯一一個(gè)。

如主機(jī)發(fā)送一個(gè)命令或數(shù)據(jù)，所有的從機(jī)包括主機(jī)都能收到此信號(hào)。主機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行自檢，如果自檢后發(fā)現(xiàn)自檢回來的信號(hào)與發(fā)送的信號(hào)有出入，則主機(jī)重新發(fā)送此命令或數(shù)據(jù)。所有從機(jī)在接收到頭碼之后都進(jìn)入接收準(zhǔn)備狀態(tài)，準(zhǔn)備讀取地址碼，主機(jī)發(fā)送的每一個(gè)地址碼只對(duì)應(yīng)唯一的從機(jī)，只有當(dāng)從機(jī)讀回來的地址碼與從機(jī)本身的地址相匹配時(shí)此從機(jī)才會(huì)繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)/命令標(biāo)記位，而其它的從機(jī)忽略此幀；若標(biāo)記位為數(shù)據(jù)則繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前進(jìn)程，可把數(shù)據(jù)先存放到buffer中，并給主機(jī)回復(fù)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，表示數(shù)據(jù)接收完成，待當(dāng)前進(jìn)程處理完成后再處理此數(shù)據(jù)；若讀回來的標(biāo)記位為命令，則從機(jī)產(chǎn)生中斷，暫停當(dāng)前進(jìn)程，待接收命令后給主機(jī)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，先處理此命令再繼續(xù)處理之前的進(jìn)程，這樣一來對(duì)于命令的響應(yīng)時(shí)間不受完整程序循環(huán)時(shí)間的限制。

整個(gè)系統(tǒng)的電源可以由主機(jī)提供，從機(jī)從通信的電源線上獲取能量，通過半導(dǎo)體電子器件將信號(hào)從電源線上去除得到一定幅值的電源信號(hào)，其具體實(shí)現(xiàn)電路可參見圖2A-C。

這樣在保證了系統(tǒng)可靠性的同時(shí)最大限度的利用了硬件資源。

在本復(fù)合通訊總線電路中，主要包括如下信號(hào)接口：

信號(hào)RXD: 主機(jī)MCU信號(hào)接收端口，主機(jī)通過此端口接收來自從機(jī)的信息，也可以接收自己發(fā)送出的信號(hào)進(jìn)行自檢。

信號(hào)TXD : 主機(jī)MCU信號(hào)發(fā)送端口，主機(jī)通過此端口給從機(jī)發(fā)送命令或者數(shù)據(jù)，與RXD端口一起實(shí)現(xiàn)和從機(jī)的通信。

信號(hào)USART_RX1: 第1號(hào)從機(jī)MCU信號(hào)接收端口，第1號(hào)從機(jī)可以通過此端口接收來自主機(jī)的數(shù)據(jù)或者命令信號(hào)，也可以接收自己發(fā)送出的信號(hào)進(jìn)行自檢。

信號(hào)USART_TX1: 第1號(hào)從機(jī)MCU信號(hào)發(fā)送端口，第1號(hào)從機(jī)通過此端口向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，與USART_RX1端口一起實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的通信。

信號(hào)USART_RXN: 第N號(hào)從機(jī)MCU信號(hào)接收端口，第N號(hào)從機(jī)可以通過此端口接收來自主機(jī)的數(shù)據(jù)或者命令信號(hào)，也可以接收自己發(fā)送出的信號(hào)進(jìn)行自檢。

信號(hào)USART_TXN: 第N號(hào)從機(jī)MCU信號(hào)發(fā)送端口，第N號(hào)從機(jī)通過此端口向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，與USART_RXN端口一起實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的通信。

在主機(jī)、從機(jī)不通信的時(shí)候其發(fā)送端口為高電平“1”，這個(gè)條件為整個(gè)通信系統(tǒng)的約束項(xiàng)。通信的波特率應(yīng)足夠大。系統(tǒng)必須避免主機(jī)、從機(jī)共同占用總線的情況發(fā)生，若出現(xiàn)共占總線，則會(huì)導(dǎo)致通信錯(cuò)誤，甚至導(dǎo)致從機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定。

如圖2A-C 復(fù)合通信總線的實(shí)現(xiàn)電路圖中，以主機(jī)和從機(jī)1通信為例進(jìn)行分析：

在電路中當(dāng)主機(jī)TXD端發(fā)送低電平“0”時(shí)->三極管Q22截止->Q22集電極為高電平“1”->M5導(dǎo)通->A點(diǎn)電位為0V,此時(shí)從機(jī)電源靠E3提供->Q13截止，Q13集電極為高電平“1”->Q12導(dǎo)通，Q12集電極為低電平“0”，1號(hào)從機(jī)的接收端口USART_RX1為低電平“0”，完成主機(jī)到1號(hào)從機(jī)的低電平“0”的傳輸；

當(dāng)主機(jī)TXD端為高電平“1”時(shí)->三極管Q22導(dǎo)通->Q22集電極為低電平“0”->M5截止->A點(diǎn)電位為VCC-2VBE(≈VCC-1.4V)，此時(shí)E3的能量得到補(bǔ)充，并繼續(xù)給從機(jī)供電，->Q13導(dǎo)通，Q13集電極電平為低電平“0”->Q12截止，Q12集電極電平為高電平“1”，1號(hào)從機(jī)的接收端口USART_RX1為高電平“1”，完成主機(jī)到1號(hào)從機(jī)的高電平“1”的傳輸；

當(dāng)1號(hào)從機(jī)的USART_TX1端發(fā)送低電平“0”時(shí)->Q11截止，Q11集電極為高電平“1”->M2導(dǎo)通->A點(diǎn)電位為0V，此時(shí)從機(jī)電源靠E3提供->Q20截止，Q20集電極點(diǎn)位為高電平“1”->Q19導(dǎo)通,其集電極點(diǎn)位為低電平“0”，主機(jī)的接收端口RXD為低電平“0”，完成1號(hào)從機(jī)到主機(jī)低電平“0”的傳輸；

當(dāng)1號(hào)從機(jī)的USART_TX1端發(fā)送高電平“1”時(shí)->Q11導(dǎo)通，Q11集電極為低電平“0”->M2截止->A點(diǎn)電位為VCC-2VBE(≈VCC-1.4V)，此時(shí)E3的能量得到補(bǔ)充->Q20導(dǎo)通，Q20集電極點(diǎn)位為低電平“0”->Q19截止,其集電極為高電平“1”，主機(jī)的接收端口RXD為高電平“1”，完成1號(hào)從機(jī)到主機(jī)高電平“1”的傳輸。

電路中的Z1、Z2兩個(gè)穩(wěn)壓二極管的作用是慮除電路中的干擾信號(hào)，提高抗干擾能力；R87和R55分別為Q13和Q20的保護(hù)電阻；R46、R51為Q19和Q20的靜態(tài)偏置電阻；R50為主機(jī)芯片保護(hù)電阻；R57、R58、R59為Q22和M5的靜態(tài)偏置電阻；R60、R2為Q13和Q12的靜態(tài)偏置電阻；R86為從機(jī)1 MCU端口的保護(hù)電阻；R34、R1、R36為M2和Q11的靜態(tài)偏置電阻；D1、R56、D9、R88、R11、D3在電路中起保護(hù)作用。

在不通信時(shí)、通信電源線經(jīng)過整流二極管給電容充電以及給后級(jí)電路供電，當(dāng)通信進(jìn)行時(shí)，從機(jī)電源主要靠穩(wěn)壓芯片前端的電容提供。