CN104519623B - 一种基于dali协议控制指令的传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于DALI协议控制指令的传输系统，设置在DALI总线和CAN总线之间，并具有两个对称状的传输单元，每一传输单元均包括DALI接口、DALI信号收发电路、微控制器、CAN控制器、光耦合器以及CAN驱动接口电路，该DALI接口一端与DALI总线相连，另一端通过DALI信号收发电路与微控制器相连，该微控制器则依次通过CAN控制器、光耦合器和CAN驱动接口电路而与CAN总线相连。本发明一方面保留了DALI协议的特点，同时又能兼具CAN协议所具有长距离，非常高效。另外，通过在CAN控制器与CAN驱动接口电路之间设置光耦合器，如此可以实现总结各节点之间的电气隔离，提高整个系统的稳定性。

Description

一种基于DALI协议控制指令的传输系统

技术领域

本发明涉及控制指令传输领域，更具体的说涉及一种基于DALI协议控制指令的传输系统。

背景技术

数字化可寻址调光接口协议（即DALI协议），是一个数据传输协议，其定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，并具有结构简单、安装方便、操作容易、可靠性高和价格低廉的优点；同时基于DALI协议自身的特点，其不可避免地具有传输距离短和传输速度慢的缺点。

但是，对于一些较大的照明系统，由于各个LED灯之间的距离较长，如此会存在响应速度慢的缺点，进而急需一种能兼具DALI协议优势又同时达到长传输距离和快传输速度的传输系统。

有鉴于此，本发明人针对上述需求深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其不仅继承了DALI协议可靠性高、结构简单和价格低廉的优点，而且还克服了DALI总线传输距离短和传输速度慢的缺点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于DALI协议控制指令的传输系统，设置在DALI总线和CAN总线之间，具有两个对称状的传输单元，每一传输单元均包括DALI接口、DALI信号收发电路、微控制器、CAN控制器、光耦合器以及CAN驱动接口电路，该DALI接口一端与DALI总线相连，另一端通过DALI信号收发电路与微控制器相连，该微控制器则依次通过CAN控制器、光耦合器和CAN驱动接口电路而与CAN总线相连。

进一步，该DALI信号收发电路具有第一接口、第二接口、发射端和接收端、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第一光耦、第二光耦、第一电容、第六电阻以及第四二极管，该第一三极管为NPN型三极管，该第二三极管和第三三极管为PNP型三极管，该第一光耦和第二光耦均采用EL357，该第一三极管的集电极、第五电阻的一端、第三三极管的发射极均与第一接口相连，该第一三极管的基极通过第一电阻而与第六电阻的一端以及第一光耦的2脚相连，该第一三极管的发射极通过第四电阻而与第二接口相连，该第五电阻的另一端与第二三极管的发射极和第三三极管的基极相连，该第二三极管的基极与第八电阻的一端和第三三极管的集电极均相连，该第八电阻的另一端与第二三极管的集电极相连，该第二三极管的集电极还与第二光耦的4脚相连，该第一光耦的4脚与发射端相连，该第一光耦的3脚与电源地相连，该第一光耦的1脚与第二光耦的3脚、第一电容的一端和第四二极管的负极相连，该第二光耦的1脚与接收端相连，该第二光耦的2脚与电源地相连，该第六电阻的另一端与第一电容的另一端和第四二极管的正极均相连。

进一步，该微控制器采用STC89C52。

进一步，该CAN控制器采用SJA1000。

进一步，该光耦合器采用6N137。

进一步，该CAN驱动接口电路采用PCA82C250。

采用上述结构后，本发明涉及的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，从DALI总线传送过来的控制指令依次经DALI接口、DALI信号收发电路进行获取后，再由微控制器进行控制指令的解读，然后再依次由CAN控制器、光耦合器和CAN驱动接口电路转换至CAN总线中而采用CAN协议进行长距离和高速度的传输。如此，本发明一方面保留了DALI协议的特点，同时又能兼具CAN协议所具有长距离，非常高效。

另外，通过在CAN控制器与CAN驱动接口电路之间设置光耦合器，如此可以实现总结各节点之间的电气隔离，提高整个系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明涉及一种基于DALI协议控制指令的传输系统中一个传输单元的原理框图；

图2为本发明中DALI信号收发电路的具体电路图；

图3为微控制器的原理图；

图4为CAN控制器的原理图；

图5为一个传输单元中CAN协议一侧的CAN整体电路图。

图中：

DALI接口 1 DALI信号收发电路 2

微控制器 3 CAN控制器 4

光耦合器 5 CAN驱动接口电路 6。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图5所示，本发明涉及的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，设置在DALI总线和CAN总线之间，具有两个对称状的传输单元。

如图1所示，每一传输单元均包括DALI接口1、DALI信号收发电路2、微控制器3、CAN控制器4、光耦合器5以及CAN驱动接口电路6，该DALI接口1一端与DALI总线相连，另一端通过DALI信号收发电路2与微控制器3相连，该微控制器3则依次通过CAN控制器4、光耦合器5和CAN驱动接口电路6而与CAN总线相连。

这样，本发明涉及的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，从DALI总线传送过来的控制指令依次经DALI接口1、DALI信号收发电路2进行获取后，再由微控制器3进行控制指令的解读，然后再依次由CAN控制器4、光耦合器5和CAN驱动接口电路6转换至CAN总线中而采用CAN协议进行长距离和高速度的传输。如此，本发明一方面保留了DALI协议的特点，同时又能兼具CAN协议所具有长距离，非常高效。另外，通过在CAN控制器4与CAN驱动接口电路6之间设置光耦合器5，如此可以实现总结各节点之间的电气隔离，提高整个系统的稳定性。

如图2所示，作为该DALI信号收发电路2的一种具体实施例，该DALI信号收发电路2具有第一接口、第二接口、发射端和接收端、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5、第八电阻R8、第一光耦U1、第二光耦U2、第一电容C1、第六电阻R6以及第四二极管D4，该DALI接口1通过全桥整流模块而与第一接口和第二接口相连，该DALI接口1连接到DALI总线上，该DALI总线上的电压是16V，高电平范围是9.5～22.5V,低电平范围是-6.5～6.5V。

具体地，该第一三极管Q1为NPN型三极管，该第二三极管Q2和第三三极管Q3为PNP型三极管，该第一光耦U1和第二光耦U2均采用EL357，该第一三极管Q1的集电极、第五电阻R5的一端、第三三极管Q3的发射极均与第一接口相连，该第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1而与第六电阻R6的一端以及第一光耦U1的2脚相连，该第一三极管的发射极通过第四电阻R4而与第二接口相连，该第五电阻R5的另一端与第二三极管Q2的发射极和第三三极管Q3的基极相连，该第二三极管Q2的基极与第八电阻R8的一端和第三三极管Q3的集电极均相连，该第八电阻R8的另一端与第二三极管Q2的集电极相连，该第二三极管Q2的集电极还与第二光耦U2的4脚相连，该第一光耦U1的4脚与发射端相连，该第一光耦U1的3脚与电源地相连，该第一光耦U1的1脚与第二光耦U2的3脚、第一电容C1的一端和第四二极管D4的负极相连，该第二光耦U2的1脚与接收端相连，该第二光耦U2的2脚与电源地相连，该第六电阻R6的另一端与第一电容C1的另一端和第四二极管D4的正极均相连。

该第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3共同控制DALI总线信号的导通和关闭，该DALI总线上的信号通过第一光耦和第二光耦而与微控制器3隔离，DALI信号收发电路2的发射端TX、接收端RX接口分别与MCU的P26、P27口连接，当接收到DALI总线上电压为高电平时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2和第三三极管Q3导通，接收端RX接收到低电平；当接收到DALI总线上电压为低电平时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2和第三三极管Q3截止，接收端RX接收到高电平；当微控制器MCU通过发射端TX发送高电平时，经过光耦，再经过第一三极管Q1控制，发送低电平到DALI总线上；当微控制器MCU通过发射端TX发送低电平时，经过光耦，再经过第一三极管Q1控制，发送高电平到DALI总线上，其中第八电阻R8限制了整个DALI总线的电流，第一电阻R1和第五电阻R5则起到分压的作用。

如图3所示，该微控制器3采用STC89C52，该STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。如图4所示，该CAN控制器4采用SJA1000。该STC89C52负责SJAl000的初始化，控制SJAl000来实现数据的接收和发送等通讯任务。SJAl000的ADO～AD7连接至STC89C52的P0端口，片选端CS连接单片机的P2.0，SJA1000的读写信号端直接连接STC89C52的读写信号管脚，SJA1000的ALE管脚直接连接STC89C52的ALE管脚。当P2.0为O时．STC89C52选中SJAl000。并通过访问外部RAM低地址区实现P0端VI的读／写操作，从而对SJAl000相应寄存器执行读／写操作。SJAl000的ALE引脚分别与AT89C52的对应引脚相连。STC89C52还可通过INT1中断方式访问SJAl000。为了增强系统的稳定性．采用双晶体振荡器。STC89C52采用11．059 2 MHz的晶体振荡器，SJAl000选用16 MHz的晶体振荡器。

如图5所示，该光耦合器5采用6N137，该CAN驱动接口电路6采用PCA82C250。该PCA82C250 是CAN 协议控制器和物理总线的接口，此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力。一个限流电路可防止发送输出级对电池电压的正端和负端短路。虽然在这种故障条件出现时，功耗将增加，但这种特性可以阻止发送器输出级的破坏。输入Rs 用于模式控制,参考电压输出VREF 的输出电压是额定VCC 的0.5 倍,其中收发器的额定电源电压是5V，在本设计中斜率控制电阻用的是47K。

在CAN控制器4SJA1000与CAN驱动器PCA82C250的连接中，SJAl000的TXO、RXO引脚不是直接与PAC82C250的TXD、RXD引脚相连，而是通过高速光耦6N137与PCA82C250相连。这样可增强CAN总线节点的抗干扰能力，从而实现总线各节点间电气隔离。高速光耦6N137用于保护SJAl000型CAN总线控制器和STC89C52，使得系统更加稳定。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其特征在于，设置在DALI总线和CAN总线之间，并具有两个对称状的传输单元，每一传输单元均包括DALI接口、DALI信号收发电路、微控制器、CAN控制器、光耦合器以及CAN驱动接口电路，该DALI接口一端与DALI总线相连，另一端通过DALI信号收发电路与微控制器相连，该微控制器则依次通过CAN控制器、光耦合器和CAN驱动接口电路而与CAN总线相连；该DALI信号收发电路具有第一接口、第二接口、发射端和接收端、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第一光耦、第二光耦、第一电容、第六电阻以及第四二极管，该第一三极管为NPN型三极管，该第二三极管和第三三极管为PNP型三极管，该第一光耦和第二光耦均采用EL357，该第一三极管的集电极、第五电阻的一端、第三三极管的发射极均与第一接口相连，该第一三极管的基极通过第一电阻而与第六电阻的一端以及第一光耦的2脚相连，该第一三极管的发射极通过第四电阻而与第二接口相连，该第五电阻的另一端与第二三极管的发射极和第三三极管的基极相连，该第二三极管的基极与第八电阻的一端和第三三极管的集电极均相连，该第八电阻的另一端与第二三极管的集电极相连，该第二三极管的集电极还与第二光耦的4脚相连，该第一光耦的4脚与发射端相连，该第一光耦的3脚与电源地相连，该第一光耦的1脚与第二光耦的3脚、第一电容的一端和第四二极管的负极相连，该第二光耦的1脚与接收端相连，该第二光耦的2脚与电源地相连，该第六电阻的另一端与第一电容的另一端和第四二极管的正极均相连。

2.如权利要求1所述的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其特征在于，该微控制器采用STC89C52。

3.如权利要求1所述的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其特征在于，该CAN控制器采用SJA1000。

4.如权利要求1所述的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其特征在于，该光耦合器采用6N137。

5.如权利要求1所述的一种基于DALI协议控制指令的传输系统，其特征在于，该CAN驱动接口电路采用PCA82C250。