專利名稱：一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及遠程抄表電子設(shè)備制造領(lǐng)域，更具體的說，本實用新型是關(guān)于降低抄表系統(tǒng)的從機的成本的一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路。
背景技術(shù)：
隨著智能表越來越多的使用，各種類型的抄表器的需求也隨之增加。M-Bus接口電路作為抄表器的一個主要模塊，決定了抄表器性能的好壞，也較為影響抄表器的成本高低。 現(xiàn)今大多數(shù)抄表器都是延用TI推薦的M-Bus接口電路方案，使用TSS721專用芯片，該方案電路雖然簡單，但成本相對較高；而采用分立器件的M-Bus接口電路方案，不能在發(fā)送接收數(shù)據(jù)時對系統(tǒng)電流進行精確控制，性能達不到標(biāo)準(zhǔn)要求。中國專利局于2008年10月22日公告了一份CN201138513Y號文獻，名稱為一種智能無線抄表系統(tǒng)，該抄表系統(tǒng)包括計量表、區(qū)域集中站、讀表中心，區(qū)域集中站設(shè)有微處理器、存儲器、不揮發(fā)存儲器、外向接口模塊，還包括信息記錄模塊，信息記錄模塊中設(shè)有無線讀表模塊，無線讀表模塊一端設(shè)有天線，另一端與計量表相連；區(qū)域集中站中設(shè)有與微處理器相連的信息整合無線讀表模塊。該抄表系統(tǒng)的接口采用接口模塊，因此成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的接口電路成本較高的缺點，提供了一種低成本、可靠性高的抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型包括整流電路、電平轉(zhuǎn)換電路、單片機、數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路；整流電路的一端與M-Bus總線相連，整流電路的另一端分別與電平轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路相連，電平轉(zhuǎn)換電路、 數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路與單片機相連。M-Bus總線信號通過整流電路整流后，輸出方向確定的電壓信號，再經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需電源電壓給單片機供電，同時通過數(shù)據(jù)發(fā)送電路和數(shù)據(jù)接收電路與單片機進行通信；由于使用分立器件，電路簡單，性能優(yōu)越，并且能兼容TSS721芯片。作為優(yōu)選，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一穩(wěn)壓管、 第二穩(wěn)壓管、第一三極管、第二三極管組成的雙恒流電路及由第一電容、第二電容、集成穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電路，所述第一穩(wěn)壓管的負極分別與所述整流電路的輸出端、第一電阻的一端相連，所述第一穩(wěn)壓管的正極分別與所述第一三極管的集電極、第二三極管的基極、第三電阻的一端相連，所述第一三極管的發(fā)射極通過所述第二電阻與地相連，所述第三電阻的另一端與地相連，所述第一三極管的基極分別與所述第二三極管的集電極、第二穩(wěn)壓管的負極、集成穩(wěn)壓器的輸入端相連，所述第二穩(wěn)壓管的正極與地相連，所述第一電阻的另一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連；所述集成穩(wěn)壓器的輸入端通過第一電容與地相連，所述集成穩(wěn)壓器的輸出端通過第二電容與地相連。恒流源電路，通過第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第一電阻、第二電阻、第一三極管、第二三極管組成雙恒流源電路，兩組恒流源電路相互鉗制，恒流源電流只由第一電阻、第二電阻大小決定；保證總線電流恒定在一定值，不隨系統(tǒng)電壓變化而發(fā)生改變；穩(wěn)壓電路，通過集成穩(wěn)壓器把恒流源輸出電壓降至系統(tǒng)所需的工作電壓，第一電容、第二電容用于存儲電量，以備系統(tǒng)大電流工作時使用，從而保證系統(tǒng)在不同工作電流時，前端恒流電路不受影響。作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)接收電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第三電容、第四電容、第三穩(wěn)壓管、第三三極管、第四三極管，所述第四電阻的一端與所述整流電路的輸出端相連，所述第四電阻的另一端分別與所述第三穩(wěn)壓管的負極、第五電阻的一端相連，所述第五電阻的另一端與所述第三三極管的基極相連，所述第三穩(wěn)壓管的正極分別與所述第三三極管的發(fā)射極、第六電阻、第三電容、第四電容的一端相連，所述第三三極管的集電極分別與第六電阻、第三電容、第四電容的另一端、第七電阻的一端相連，第七電阻的另一端分別與所述第八電阻的一端、第四三極管的基極相連，所述第八電阻的另一端、第四三極管的發(fā)射極與地相連，所述第四三極管的集電極與單片機相連并通過第九電阻與電源相連。將M-Bus總線信號通過第三穩(wěn)壓管對第三電容、第四電容的充放電，控制第三三極管的開關(guān)，從而控制第四三極管的開關(guān)，最終將M-Bus總線信號轉(zhuǎn)換成適合單片機接收的數(shù)據(jù)信號。作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)發(fā)送電路包括第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第五三極管、第六三極管，所述第十電阻的一端與單片機相連，所述第十電阻的另一端與所述第五三極管的基極相連，所述第五三極管的發(fā)射極與電源相連，所述第五三極管的集電極分別與第十一電阻、第十二電阻的一端相連，所述第十一電阻的另一端與地相連，所述第十二電阻的另一端與所述第六三極管的基極相連，所述第六三極管的集電極通過第十三電阻與整流電路相連，所述第六三極管的發(fā)射極通過第十四電阻與地相連。在數(shù)據(jù)不發(fā)送數(shù)據(jù)時，單片機數(shù)據(jù)發(fā)送端輸出高電平，使第五三極管截止，從而使第六三極管截止，第十三電阻、第十四電阻上沒有電流通過；在發(fā)送數(shù)據(jù)“0”時，數(shù)據(jù)發(fā)送端輸出低電平，使第五三極管和第六三極管導(dǎo)通，第十四電阻上通過的電流由第十四電阻的大小決定，最終控制數(shù)據(jù)發(fā)送時系統(tǒng)電流在IlmAlOmA之間。本實用新型的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型使用分立器件實現(xiàn)一種低成本M-Bus從機電路設(shè)計，不僅性能優(yōu)越，電路簡單，能在M-Bus總線上穩(wěn)定工作，而且具有成本低、故障率低等優(yōu)點。

圖1是本實用新型抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路的一種系統(tǒng)框圖；圖2是電平轉(zhuǎn)換電路的一種原理圖；圖3是數(shù)據(jù)接收電路的一種原理圖；圖4是數(shù)據(jù)發(fā)送電路的一種原理圖。圖中1. M-Bus總線，2.整流電路，3.電平轉(zhuǎn)換電路，4.單片機，5.數(shù)據(jù)接收電路， 6.數(shù)據(jù)發(fā)送電路，7.第一穩(wěn)壓管，8.第一電阻，9.第一三極管，10.第二三極管，11.第二電阻，12.第三電阻，13.第二穩(wěn)壓管，14.第一電容，15.集成穩(wěn)壓器，16.第二電容，17.第四電阻，18.第三穩(wěn)壓管，19.第五電阻，20.第六電阻，21.第三電容，22.第四電容，23.第三三極管，24.第七電阻，25.第八電阻，26.第四三極管，27.第九電阻，28.第十電阻，29.第五三極管，30.第十一電阻，31.第十二電阻，32.第十三電阻，33.第六三極管，34.第十四電阻。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例本實施例的一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，參見圖1，包括整流電路2、電平轉(zhuǎn)換電路3、單片機4、數(shù)據(jù)接收電路5、數(shù)據(jù)發(fā)送電路6 ；整流電路2的一端與M-Bus總線1 相連，整流電路2的另一端分別與電平轉(zhuǎn)換電路3、數(shù)據(jù)接收電路5、數(shù)據(jù)發(fā)送電路6相連， 電平轉(zhuǎn)換電路3、數(shù)據(jù)接收電路5、數(shù)據(jù)發(fā)送電路6與單片機4相連。M-Bus總線1的信號通過整流電路2整流后，輸出方向確定的電壓信號，再經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路3轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需電源電壓給單片機4供電，同時通過數(shù)據(jù)發(fā)送電路6和數(shù)據(jù)接收電路5與單片機4進行通信。參見圖2，電平轉(zhuǎn)換電路3包括由第一電阻8、第二電阻8、第三電阻8、第一穩(wěn)壓管 7、第二穩(wěn)壓管13、第一三極管9、第二三極管10組成的雙恒流電路及由第一電容14、第二電容16、集成穩(wěn)壓器15組成的穩(wěn)壓電路，第一穩(wěn)壓管7的負極分別與整流電路2的輸出端、第一電阻8的一端相連，第一穩(wěn)壓管7的正極分別與第一三極管9的集電極、第二三極管10 的基極、第三電阻8的一端相連，第一三極管9的發(fā)射極通過第二電阻8與地相連，第三電阻8的另一端與地相連，第一三極管9的基極分別與第二三極管10的集電極、第二穩(wěn)壓管 13的負極、集成穩(wěn)壓器15的輸入端相連，第二穩(wěn)壓管13的正極與地相連，第一電阻8的另一端與第二三極管10的發(fā)射極相連；集成穩(wěn)壓器15的輸入端通過第一電容14與地相連， 集成穩(wěn)壓器15的輸出端通過第二電容16與地相連。前端輸出的方向確定的M-Bus信號， 通過由兩個穩(wěn)壓管(第一穩(wěn)壓管7、第二穩(wěn)壓管13)、兩個電阻(第一電阻8、第二電阻8)、兩個三極管(第一三極管9、第二三極管10)組成雙恒流源電路，電路中第一穩(wěn)壓管7、第二穩(wěn)壓管13分別穩(wěn)定第二三極管10和第一三極管9的B、E極電壓，從而使第一電阻8和第二電阻8兩端電壓穩(wěn)定，這樣，第一電阻8和第二電阻8的大小決定了恒流電路的電流；當(dāng)系統(tǒng)電壓變化時，流過恒流電路的電流并不會發(fā)生改變，從而使整個系統(tǒng)工作電流保持恒定。 恒流電路穩(wěn)壓管上輸出電壓至穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓器15把電壓降至系統(tǒng)所需的工作電壓； 兩個電容(第一電容14、第二電容16)用于存儲電量，以備系統(tǒng)大電流工作時使用，從而保證系統(tǒng)在不同工作電流時，前端恒流電路不受影響。參見圖3，數(shù)據(jù)接收電路5包括第四電阻17、第五電阻19、第六電阻20、第七電阻對、第八電阻25、第九電阻27、第三電容21、第四電容22、第三穩(wěn)壓管18、第三三極管23、 第四三極管沈，第四電阻17的一端與整流電路2的輸出端相連，第四電阻17的另一端分別與第三穩(wěn)壓管18的負極、第五電阻19的一端相連，第五電阻19的另一端與第三三極管 23的基極相連，第三穩(wěn)壓管18的正極分別與第三三極管23的發(fā)射極、第六電阻20、第三電容21、第四電容22的一端相連，第三三極管23的集電極分別與第六電阻20、第三電容21、 第四電容22的另一端、第七電阻M的一端相連，第七電阻M的另一端分別與第八電阻25 的一端、第四三極管26的基極相連，第八電阻25的另一端、第四三極管沈的發(fā)射極與地相連，第四三極管沈的集電極與單片機4相連并通過第九電阻27與電源相連。當(dāng)M-Bus總線1的電壓為標(biāo)志值時，總線電壓通過限流第四電阻17和第三穩(wěn)壓管18對第三電容21、第四電容22的充電，第三三極管23和第四三極管沈截止，單片機4接受端被第九電阻27拉高為高電平；當(dāng)M-Bus總線1的電壓為空值時，總線電壓低于第三電容21、第四電容22的電壓，第三三極管23和第四三極管沈?qū)ǎ瑔纹瑱C4接受端被第四三極管沈拉低為低電平； 可見單片機4接受端的高低電平與M-Bus總線1標(biāo)志值和空值保持一致，最終實現(xiàn)對M-Bus 總線1信號的轉(zhuǎn)換接收。參見圖4，數(shù)據(jù)發(fā)送電路6包括第十電阻28、第十一電阻30、第十二電阻31、第十三電阻32、第十四電阻34、第五三極管四、第六三極管33，第十電阻觀的一端與單片機4 相連，第十電阻觀的另一端與第五三極管四的基極相連，第五三極管四的發(fā)射極與電源相連，第五三極管四的集電極分別與第十一電阻30、第十二電阻31的一端相連，第十一電阻30的另一端與地相連，第十二電阻31的另一端與第六三極管33的基極相連，第六三極管33的集電極通過第十三電阻32與整流電路2相連，第六三極管33的發(fā)射極通過第十四電阻34與地相連。在數(shù)據(jù)發(fā)送電路6不發(fā)送數(shù)據(jù)時，單片機4數(shù)據(jù)發(fā)送端輸出高電平，使第五三極管四截止，從而使第六三極管33截止，第十三電阻32、第十四電阻34上沒有電流通過；在數(shù)據(jù)發(fā)送電路6發(fā)送數(shù)據(jù)“0”時，單片機4數(shù)據(jù)發(fā)送端輸出低電平，使第五三極管 29和第六三極管33導(dǎo)通，第十四電阻34上通過的電流由第十四電阻34的阻值大小決定， 最終控制數(shù)據(jù)發(fā)送時系統(tǒng)電流在IlmAlOmA之間。以上的實施例只是本實用新型的最佳方案之一，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，其特征在于包括整流電路(2)、電平轉(zhuǎn)換電路(3)、單片機(4)、數(shù)據(jù)接收電路(5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6);所述整流電路(2)的一端與M-Bus 總線(1)相連，所述整流電路(2)的另一端分別與所述電平轉(zhuǎn)換電路(3)、數(shù)據(jù)接收電路 (5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6)相連，所述電平轉(zhuǎn)換電路(3)、數(shù)據(jù)接收電路(5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6) 與所述單片機(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，其特征在于所述電平轉(zhuǎn)換電路(3)包括由第一電阻(8)、第二電阻(11)、第三電阻(12)、第一穩(wěn)壓管(7)、第二穩(wěn)壓管(13)、第一三極管(9)、第二三極管(10)組成的雙恒流電路及由第一電容(14)、第二電容(16)、集成穩(wěn)壓器(15)組成的穩(wěn)壓電路，所述第一穩(wěn)壓管(7)的負極分別與所述整流電路(2)的輸出端、第一電阻(8)的一端相連，所述第一穩(wěn)壓管(7)的正極分別與所述第一三極管(9)的集電極、第二三極管(10)的基極、第三電阻(12)的一端相連，所述第一三極管(9)的發(fā)射極通過所述第二電阻(11)與地相連，所述第三電阻(12)的另一端與地相連， 所述第一三極管(9)的基極分別與所述第二三極管(10)的集電極、第二穩(wěn)壓管(13)的負極、集成穩(wěn)壓器(15)的輸入端相連，所述第二穩(wěn)壓管(13)的正極與地相連，所述第一電阻 (8)的另一端與所述第二三極管(10)的發(fā)射極相連；所述集成穩(wěn)壓器(15)的輸入端通過第一電容(14)與地相連，所述集成穩(wěn)壓器(15)的輸出端通過第二電容(16)與地相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，其特征在于所述數(shù)據(jù)接收電路(5)包括第四電阻(17)、第五電阻(19)、第六電阻(20)、第七電阻(24)、第八電阻(25)、第九電阻(27)、第三電容(21)、第四電容(22)、第三穩(wěn)壓管(18)、第三三極管 (23)、第四三極管(26)，所述第四電阻(17)的一端與所述整流電路(2)的輸出端相連，所述第四電阻(17)的另一端分別與所述第三穩(wěn)壓管(18)的負極、第五電阻(19)的一端相連，所述第五電阻(19)的另一端與所述第三三極管(23)的基極相連，所述第三穩(wěn)壓管(18)的正極分別與所述第三三極管(23)的發(fā)射極、第六電阻(20)、第三電容(21)、第四電容(22)的一端相連，所述第三三極管(23)的集電極分別與第六電阻(20)、第三電容(21)、第四電容 (22)的另一端、第七電阻(24)的一端相連，第七電阻(24)的另一端分別與所述第八電阻 (25)的一端、第四三極管(26)的基極相連，所述第八電阻(25)的另一端、第四三極管(26) 的發(fā)射極與地相連，所述第四三極管(26)的集電極與單片機(4)相連并通過第九電阻(27) 與電源相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，其特征在于所述數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6)包括第十電阻(28)、第十一電阻(30)、第十二電阻(31)、第十三電阻 (32)、第十四電阻(34)、第五三極管(29)、第六三極管(33)，所述第十電阻(28)的一端與單片機(4)相連，所述第十電阻(28)的另一端與所述第五三極管(29)的基極相連，所述第五三極管(29)的發(fā)射極與電源相連，所述第五三極管(29)的集電極分別與第十一電阻 (30)、第十二電阻(31)的一端相連，所述第十一電阻(30)的另一端與地相連，所述第十二電阻(31)的另一端與所述第六三極管(33)的基極相連，所述第六三極管(33)的集電極通過第十三電阻(32)與整流電路(2)相連，所述第六三極管(33)的發(fā)射極通過第十四電阻 (34)與地相連。
專利摘要本實用新型涉及一種抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路，目的是提供一種低成本、可靠性高的抄表系統(tǒng)的從機M-Bus接口電路。包括整流電路(2)、電平轉(zhuǎn)換電路(3)、單片機(4)、數(shù)據(jù)接收電路(5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6)；整流電路(2)的一端與M-Bus總線(1)相連，整流電路(2)的另一端分別與電平轉(zhuǎn)換電路(3)、數(shù)據(jù)接收電路(5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6)相連，電平轉(zhuǎn)換電路(3)、數(shù)據(jù)接收電路(5)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路(6)與單片機(4)相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型使用分立器件實現(xiàn)一種低成本M-Bus從機電路設(shè)計，不僅性能優(yōu)越，電路簡單，能在M-Bus總線上穩(wěn)定工作，而且具有成本低、故障率低等優(yōu)點。
文檔編號G06F13/40GK202093507SQ201120059690
公開日2011年12月28日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者楊超超, 祝向輝, 賈靈, 郭輝, 陳秋煌, 雷俊勇 申請人:利爾達科技有限公司