本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種光耦隔離單線通信電路。

背景技術：

現(xiàn)有的空氣能熱水器顯示板與主板之間的通信方式，按通信連接線的特點一般可劃分為兩大類：

一類是雙線485通信。該類通信的優(yōu)點在于抗干擾能力好，傳輸距離遠，但是，造價成本高，不符合日益嚴峻材料成本控制要求，該通信方式一般只在利潤可觀的工程機組上使用較為普遍，而家用機由于成本控制要求比較高幾乎很少遇到。

另一類是單根線通信。該類通信只需要一根信號線，就可以實現(xiàn)異步半雙工串行通信，電路簡單，信號線少，使得通信的成本降低，設計和維護都很簡單。

其中，單根線通信主要有三極管通信和光耦通信兩大類，但是，由于三極管無法做到隔離效果，所以一般都是以光耦電路為主。光耦電路優(yōu)點就是光電隔離，抗干擾能力比較好，傳輸距離只跟兩端電流有關，適當調(diào)整電流則可以達到200米以內(nèi)通信要求，但由于通信波特率比較低、光電傳輸具有滯后性，在干擾環(huán)境難以實現(xiàn)正常通信。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種低成本、高可靠性的光耦隔離單線通信電路，可提高線路上的波特率。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種光耦隔離單線通信電路，包括依次電連接的第一接收電路、第一發(fā)送電路、第二接收電路及第二發(fā)送電路；所述第二發(fā)送電路輸出低電平、第一接收電路關閉時，所述第一發(fā)送電路及第二接收電路構成第一通信電路；所述第一發(fā)送電路輸出低電平、第二接收電路關閉時，所述第二發(fā)送電路及第一接收電路構成第二通信電路。

作為上述方案的改進，所述第一發(fā)送電路包括第一發(fā)送芯片、第一電阻、第一光電耦合器及第五電阻；所述第一光電耦合器的LED正極與供電電源連接，所述第一光電耦合器的LED負極通過第一電阻與第一發(fā)送芯片電連接，所述第一光電耦合器的集電極與第一接收電路電連接，所述第一光電耦合器的發(fā)射極通過第五電阻與第二接收電路電連接。

作為上述方案的改進，所述第二接收電路包括第二接收芯片、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻及第三光電耦合器；所述第三光電耦合器的LED正極通過第六電阻與第一發(fā)送電路電連接并與第七電阻的一端電連接，所述第三光電耦合器的LED負極與第七電阻的另一端及第二發(fā)送電路分別電連接，所述第三光電耦合器的集電極通過第八電阻與供電電源連接并通過第九電阻與第二接收芯片電連接，所述第三光電耦合器的發(fā)射極接地。

作為上述方案的改進，所述第二發(fā)送電路包括第二發(fā)送芯片、第十電阻及第四光電耦合器；所述第四光電耦合器的集電極與第二接收電路電連接，所述第四光電耦合器的發(fā)射極接地，所述第四光電耦合器的LED正極與供電電源連接，所述第四光電耦合器的LED負極通過第十電阻與第二發(fā)送芯片電連接。

作為上述方案的改進，所述第一接收電路包括第一接收芯片、第二電阻、第三電阻、第四電阻及第二光電耦合器；所述第二光電耦合器的集電極通過第三電阻與供電電源電連接并通過第四電阻與第一接收芯片電連接，所述第二光電耦合器的發(fā)射極接地，所述第二光電耦合器的LED正極通過第二電阻與供電電源連接，所述第二光電耦合器的LED負極與第一發(fā)送電路電連接。

作為上述方案的改進，所述第一發(fā)送電路及第二接收電路構成第一通信電路時，所述第一光電耦合器中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2，所述第三光電耦合器中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2。

作為上述方案的改進，所述第二發(fā)送電路及第一接收電路構成第二通信電路時，所述第二光電耦合器中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2，所述第四光電耦合器中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2。

實施本實用新型的有益效果在于：

本實用新型光耦隔離單線通信電路可應用于空氣能熱水機顯示板與主板間的串口通信電路。

本實用新型光耦電路采用半雙工通信方式。當?shù)诙l(fā)送電路輸出低電平、第一接收電路關閉時，第一發(fā)送電路及第二接收電路構成第一通信電路；當?shù)谝话l(fā)送電路輸出低電平、第二接收電路關閉時，第二發(fā)送電路及第一接收電路構成第二通信電路，靈活性強，可靠性高，電路簡單，信號線少，通信成本降低，設計和維護簡單。

另外，本實用新型通過調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管的電流以及調(diào)整流經(jīng)三極管發(fā)射極的電流，讓發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比等于1：2，從而提高線路上的波特率。

附圖說明

圖1是本實用新型光耦隔離單線通信電路的電路圖；

圖2是現(xiàn)有的光電耦合器的結構示意圖；

圖3是圖2中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比逐漸大于1：2時，開始出現(xiàn)的波形圖；

圖4是圖2中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比逐漸小于1：2時，開始出現(xiàn)的波形圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發(fā)明在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本發(fā)明的附圖為基準，其并不是對本發(fā)明的具體限定。

參見圖1，圖1顯示了本實用新型光耦隔離單線通信電路的電路原理圖，其包括依次電連接的第一接收電路E、第一發(fā)送電路M、第二接收電路N及第二發(fā)送電路F。所述第二發(fā)送電路F輸出低電平、第一接收電路E關閉時，所述第一發(fā)送電路M及第二接收電路N構成第一通信電路。所述第一發(fā)送電路M輸出低電平、第二接收電路N關閉時，所述第二發(fā)送電路F及第一接收電路E構成第二通信電路。

需要說明的是，光耦電路的通信波特率比較低，在有EMC抗干擾測試下2400波特率無法正常通信。本實用新型經(jīng)過多次調(diào)整測試發(fā)現(xiàn)：光電傳輸?shù)臏笮耘c光耦電路的傳輸電流比有關，因此，只要適當調(diào)整光耦電路兩端的電流比值，則能保證光耦電路能在波特率4800，3.5KV群脈沖干擾環(huán)境當中正常通信。

具體地：

所述第一發(fā)送電路M包括第一發(fā)送芯片TX1、第一電阻R1、第一光電耦合器OC1及第五電阻R5；所述第一光電耦合器OC1的LED正極與供電電源連接，所述第一光電耦合器OC1的LED負極通過第一電阻R1與第一發(fā)送芯片TX1電連接，所述第一光電耦合器OC1的集電極與第一接收電路E電連接，所述第一光電耦合器OC1的發(fā)射極通過第五電阻R5與第二接收電路N電連接。

所述第二接收電路N包括第二接收芯片RX2、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9及第三光電耦合器OC3；所述第三光電耦合器OC3的LED正極通過第六電阻R6與第一發(fā)送電路M電連接并與第七電阻R7的一端電連接，所述第三光電耦合器OC3的LED負極與第七電阻R7的另一端及第二發(fā)送電路F分別電連接，所述第三光電耦合器OC3的集電極通過第八電阻R8與供電電源連接并通過第九電阻R9與第二接收芯片RX2電連接，所述第三光電耦合器OC3的發(fā)射極接地。

所述第二發(fā)送電路F包括第二發(fā)送芯片TX2、第十電阻R10及第四光電耦合器OC4；所述第四光電耦合器OC4的集電極與第二接收電路N電連接，所述第四光電耦合器OC4的發(fā)射極接地，所述第四光電耦合器OC4的LED正極與供電電源連接，所述第四光電耦合器OC4的LED負極通過第十電阻R10與第二發(fā)送芯片TX2電連接。

所述第一接收電路E包括第一接收芯片RX1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4及第二光電耦合器OC2；所述第二光電耦合器OC2的集電極通過第三電阻R3與供電電源電連接并通過第四電阻R4與第一接收芯片RX1電連接，所述第二光電耦合器OC2的發(fā)射極接地，所述第二光電耦合器OC2的LED正極通過第二電阻R2與供電電源連接，所述第二光電耦合器OC2的LED負極與第一發(fā)送電路M電連接。

需要說明的是，本實用新型光耦電路為半雙工通信方式。

當?shù)谝话l(fā)送芯片TX1發(fā)送數(shù)據(jù)到第二接收芯片RX2時，第一接收芯片RX1要關閉接收數(shù)據(jù)信息，第二發(fā)送芯片TX2要輸出低電平，此時，第一發(fā)送電路M及第二接收電路N就能構成完整的電流回路。相應地，當?shù)谝话l(fā)送芯片TX1為高電平時，第一光電耦合器OC1截至，第三光電耦合器OC3沒有電流流過，第三光電耦合器OC3不導通，第二接收芯片RX2為高電平；當?shù)谝话l(fā)送芯片TX1為低電平時，第一光電耦合器OC1導通，第三光電耦合器OC3有電流流過，第三光電耦合器OC3導通，第二接收芯片RX2為低電平。

當?shù)诙l(fā)送芯片TX2發(fā)送數(shù)據(jù)到第一接收芯片RX1時，第二接收芯片RX2要關閉接收數(shù)據(jù)信息，第一發(fā)送芯片TX1要輸出低電平，此時，第二發(fā)送電路F及第一接收電路E就能構成完整的電流回路。相應地，當?shù)诙l(fā)送芯片TX2為高電平時，第四光電耦合器OC4截至，第二光電耦合器OC2沒有電流流過，第二光電耦合器OC2不導通，第一接收芯片RX1為高電平；當?shù)诙l(fā)送芯片TX2為低電平時，第四光電耦合器OC4導通，第二光電耦合器OC2有電流流過，第二光電耦合器OC2導通，第一接收芯片RX1為低電平。

進一步，所述第一發(fā)送電路M及第二接收電路N構成第一通信電路時，所述第一光電耦合器OC1中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2，所述第三光電耦合器OC3中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2。相應地，所述第二發(fā)送電路F及第一接收電路E構成第二通信電路時，所述第二光電耦合器OC2中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2，所述第四光電耦合器OC4中發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2。

結合圖2~4可知，通過調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管的電流以及調(diào)整流經(jīng)三極管發(fā)射極的電流，讓發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比等于1：2，能提高線路上的波特率。具體地，通過限制電路上各電阻的阻值，能有效地限制各個光電耦合器間的電流，使在通信回路中流經(jīng)發(fā)光二極管與三極管發(fā)射極的電流比為1：2，從而提高線路上的波特率。具體地，當?shù)谝浑娮鑂1為560Ω、第二電阻R2為560Ω、第三電阻R3為560Ω、第四電阻R4為560Ω、第五電阻R5為220Ω、第六電阻R6為220Ω、第七電阻R7為10000Ω、第八電阻R8為560Ω、第九電阻R9為560Ω、第十電阻R10為560Ω時，電路可以實現(xiàn)正常環(huán)境中9600波特率正常通信，在有3.5KV群脈沖干擾環(huán)境下能實現(xiàn)4800波特率可靠通信。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。