CN101394328B - 基于单片机通用异步串行口的信号传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机通用异步串行口的信号传输方法及装置，装置包括依次连接的调制模块、驱动放大模块、隔离变压器模块、音频解码模块，调制模块与单片机的发送脚和载波信号输出口分别连接，音频解码模块与单片机接收脚连接；两个或多于两个基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与相应数目的单片机分别连接，任意两个单片机互为发送/接收端，任意两个隔离变压器模块之间通过传输总线进行无极性连接。本装置可实现双向传输，传输距离长，抗干扰性强，线路连接为无极性连接，并使两个以上的单片机通过通用异步串行口进行通讯成为可能；本发明应用范围广，简单实用，制造成本低、维护方便，便于市场推广应用。

Description

基于单片机通用异步串行口的信号传输方法及装置
技术领域
本发明涉及信号通讯领域，特别涉及一种基于单片机通用异步串行口的信号传输方法及装置。
背景技术
在现有技术中，基于单片机通用异步串行口(UART)进行数据传输(如图1所示)，该串行口的特性决定了其传输距离较短、抗干扰能力差，并且线路连接具有极性，若线路接反了，则无法正常工作；同时传输时只能一发一收进行对接，而不能实现两个以上的单片机进行多方通讯。由于以上缺陷导致该串行口通讯无法应用于传输线路较长的通讯工程。虽然在通讯工程中普遍采用的基于RS485接口标准的解决方案，可以克服通用异步串行口的传输距离较短、抗干扰性差等缺陷，但该种解决方案的硬件成本较高，并且线路连接也具有极性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其传输距离长、抗干扰性强、并且线路连接不具有极性同时在一路传输总线上可以连接两个以上的设备进行多方通讯。
本发明的目的还在于提供上述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的信号传输方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其包括依次连接的调制模块、驱动放大模块、隔离变压器模块、音频解码模块，所述调制模块与单片机的发送脚和载波信号输出口分别连接，音频解码模块与单片机的接收脚连接；两个或多于两个所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与相应数目的单片机分别连接，任意两个所述单片机互为发送/接收端，任意两个所述隔离变压器模块之间通过传输总线进行无极性连接；
发送端调制模块用于将发送端单片机发送脚的输出信号及其载波信号输出口输出的载波信号进行调制，形成通带信号；发送端驱动放大模块用于将上述通带信号转变为驱动发送端隔离变压模块的电信号；发送端隔离变压模块用于将传输装置和传输总线进行隔离，同时通过传输总线将交流信号发送至接收端的隔离变压模块；接收端隔离变压模块用于将传输总线传输过来的交流信号耦合进来，并传输至接收端的音频解码模块；接收端音频解码模块用于从所述交流信号还原出数字脉冲信号，并传输至接收端单片机的接收脚，从而完成基于单片机通用异步串行口的信号传输。
为更好地实现本发明，所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置可与单片机通过接插件连接，也可以直接将所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置和单片机一起布设在同一块PCB电路板上。
所述传输总线可采用普通电话线、双绞线或其他相类似的线缆实现。
所述调制模块将单片机的发送脚和载波信号分别用三极管构成集电极开路输出并调制到一路信号上面。
驱动放大模块采用电容隔直输入，并用三极管形成推挽电路的形式输出。
隔离变压器模块采用高频变压器，一边接要传输的信号，另外一边接到所述传输总线上。
所述的音频解码模块可采用LM567、NE567、SE567、BA1604或者BA1604F中的一种实现。
上述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的信号传输方法，包括以下步骤：
步骤(一)：发送端的调制模块将发送端单片机发送脚的输出信号及载波信号输出口输出的载波信号进行调制，形成通带信号；
步骤(二)：发送端的驱动放大模块将上述通带信号转变为驱动发送端隔离变压模块的电信号，发送端的隔离变压模块将传输装置和传输总线进行隔离，同时通过传输总线将交流信号发送至接收端的隔离变压模块；
步骤(三)：接收端的隔离变压模块将传输总线传输过来的交流信号耦合进来，并传输至接收端的音频解码模块；
步骤(四)：接收端的音频解码模块从所述交流信号还原出数字脉冲信号，并传输至接收端单片机的接收脚，从而完成基于单片机通用异步串行口的信号传输。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)由于将通用异步串行口的低频数字脉冲信号调制到高频信号传输，克服了通用异步串行口传输距离较短的缺陷；
(2)由于采用了固定频率的载波通讯，使得数据传输的抗干扰性强；
(3)由于传输的是交流频率信号，使得本发明的线路连接是无极性连接；
(4)由于采用了载波通讯的方式，在一路传输总线上可以连接两个或两个以上的传输装置进行多方通讯。
(5)本发明应用范围广，简单、实用，安装调试方便，制造、维护成本低，便于市场推广。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本发明基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的结构示意图。
图3是本发明基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的驱动放大模块电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图2所示，本基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，包括依次连接的调制模块、驱动放大模块、隔离变压器模块、音频解码模块，所述调制模块与单片机的发送脚和载波信号输出口分别连接，音频解码模块与单片机的接收脚连接；
两个或多于两个所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与相应数目的单片机分别连接，任意两个所述单片机互为发送/接收端，任意两个所述隔离变压器模块之间通过传输总线进行无极性连接，即两个所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与互为发送/接收端的两个单片机分别连接，两个所述隔离变压器模块之间通过传输总线进行无极性连接；如果超过两个以上的单片机需要通讯，可以将第三个或第三个以上的单片机通过传输装置连接到传输总线上。
本信号传输装置可与单片机通过接插件连接，也可以直接将传输装置的电路和单片机电路一起布在同一块PCB上。
所述传输总线可以采用一根普通电话线，也可以采用一路双绞线，在传输总线上可接入多个传输装置。
所述调制模块将单片机的发送脚和载波信号分别用三极管构成集电极开路输出并调制到一路信号上面。
如图3所示，所述驱动放大模块可采用电容隔直输入、并用三极管形成推挽电路输出。
所述隔离变压器模块可采用高频变压器，一边接要传输的信号，另外一边接到所述传输总线上。
所述的音频解码模块可采用现有芯片LM567来实现，当然也可采用NE567、SE567、BA1604或者BA1604F等现有芯片来实现。
本基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的信号传输过程，包括以下步骤：
步骤(一)：发送端的调制模块将发送端单片机发送脚(通用异步串行口)的输出信号及其载波信号输出口(通用I/O口)输出的载波信号进行调制，形成通带信号；
步骤(二)：发送端的驱动放大模块将上述通带信号转变为驱动发送端隔离变压模块的电信号，发送端的隔离变压模块将传输装置和传输总线进行隔离，同时通过传输总线将交流信号发送至接收端的隔离变压模块；
步骤(三)：接收端的隔离变压模块将传输总线传输过来的交流信号耦合进来，并传输至接收端的音频解码模块；
步骤(四)：接收端的音频解码模块从所述交流信号还原出数字脉冲信号，并传输至接收端单片机的接收脚，从而完成基于单片机通用异步串行口的信号传输。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其特征在于包括依次连接的调制模块、驱动放大模块、隔离变压模块、音频解码模块，所述调制模块与单片机的发送脚和载波信号输出口分别连接，音频解码模块与单片机的接收脚连接；两个或多于两个所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与相应数目的单片机分别连接，任意两个所述单片机互为发送/接收端，任意两个所述隔离变压模块之间通过传输总线进行无极性连接；
发送端调制模块用于将发送端单片机发送脚的输出信号及其载波信号输出口输出的载波信号进行调制，形成通带信号；发送端驱动放大模块用于将上述通带信号转变为驱动发送端隔离变压模块的电信号；发送端隔离变压模块用于将传输装置和传输总线进行隔离，同时通过传输总线将交流信号发送至接收端的隔离变压模块；接收端隔离变压模块用于将传输总线传输过来的交流信号耦合进来，并传输至接收端的音频解码模块；接收端音频解码模块用于从所述交流信号还原出数字脉冲信号，并传输至接收端单片机的接收脚，从而完成基于单片机通用异步串行口的信号传输。
2.根据权利要求1所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其特征在于：所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置与单片机通过接插件连接。
3.根据权利要求1所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其特征在于：所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置和单片机一起布设在同一块PCB电路板上。
4.根据权利要求1所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其特征在于：所述传输总线为普通电话线或双绞线。
5.根据权利要求1所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置，其特征在于：所述的音频解调芯片为LM567、NE567、SE567、BA1604或者BA1604F中的一种。
6.权利要求1～5任一项所述基于单片机通用异步串行口的信号传输装置的信号传输方法，包括以下步骤：
步骤(一)：发送端的调制模块将发送端单片机发送脚的输出信号及其载波信号输出口输出的载波信号进行调制，形成通带信号；
步骤(二)：发送端的驱动放大模块将上述通带信号转变为驱动发送端隔离变压模块的电信号，发送端的隔离变压模块将传输装置和传输总线进行隔离，同时通过传输总线将交流信号发送至接收端的隔离变压模块；
步骤(三)：接收端的隔离变压模块将传输总线传输过来的交流信号耦合进来，并传输至接收端的音频解码模块；
步骤(四)：接收端的音频解码模块从所述交流信号还原出数字脉冲信号，并传输至接收端单片机的接收脚，从而完成基于单片机通用异步串行口的信号传输。
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