CN106125696B - 一种使用两连接线的主从控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用两连接线的主从控制系统，包括上位机和下位机；上位机又包括上位电源电路、上位发送电路、上位接收电路和上位连接端口；下位机又包括下位电源电路、下位发送电路、下位接收电路和下位连接端口；上位连接端口与下位连接端口之间经两根连接线电性连接。有益效果是：利用电源线的VCC线来复用，就可以节省上下位机之间的通讯线。由于只有两根线，所以对于一些布线紧凑的控制系统可以节省空间，尤其是对于一些上下位机需要通过穿过门轴连接的电器，由于线少，所占空间小，减少了线与门轴之间的接触和摩擦，提升了电器的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及主从控制系统，特别是一种使用两连接线的主从控制系统。
背景技术
现有的主从控制系统，采用的有四线连接(VCC\GND\TX\RX)或三线连接(VCC\GND\TXRX共用一芯)，其最少要用三根线连接上位机和下位机，以进行数据传输和控制。
采用四线通讯，例如I2C通讯，为一根发送数据TX，一根接收数据RX，两者收发分开，使用四根线来完成上下位机的通讯功能。由于需要四根线，连接线的成本比较高。
或者，采用三线通讯，为收发一根线，需要上下位机有约定的协议，上下位机按照该协议进行数据通信。虽然减少了一根线，但还是需要三根线来完成上下位机的数据传输，成本还是较高。
四线或三线在成本和所需要占的走线空间上都有一定限制，成本肯定要高，且一些电器的走线空间有限，无法穿过(例如电器的显示部分在门上，控制部分在其他地方，所以需要用连接线通过门轴来连接，但门轴的孔很小，不方便穿过，且线较粗容易与门轴摩擦导致异常)，以及一些线控类产品，都可以应用。
发明内容
为了解决上述现有的技术问题，本发明提供一种使用两连接线的主从控制系统，其实现两连接线的连接，从而降低成本、减小走线空间的限制。
本发明解决上述现有的技术问题，提供一种使用两连接线的主从控制系统，包括上位机和下位机；上位机又包括上位电源电路、上位发送电路、上位接收电路和上位连接端口；上位电源电路、上位发送电路、上位接收电路均连接于上位连接端口；下位机又包括下位电源电路、下位发送电路、下位接收电路和下位连接端口；下位电源电路、下位发送电路、下位接收电路均连接于下位连接端口；上位连接端口与下位连接端口之间经两根连接线电性连接。
本发明更进一步的改进如下所述。
上位连接端口具有上位端口一、上位端口二；下位连接端口具有下位端口一、下位端口二；上位端口一与下位端口二之间经一根连接线电性连接；上位端口二与下位端口一之间经另一根连接线电性连接。
上位电源电路包括12V电源、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管；12V电源连接于第一电阻，第一电阻又连接于第一三极管的发射极；第一三极管的集电极又连接于上位端口一；12V电源还连接于第二三极管的发射极，第二三极管的集电极又连接于第二电阻，第二电阻接地；第一三极管的基极连接于第二三极管的集电极；第二三极管的基极又连接于第一三极管的发射极。
上位发送电路包括上位发送端、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三三极管；上位发送端连接于并联的第三电阻、第一电容；并联的第三电阻、第一电容又连接于第三三极管的基极；第三三极管的集电极又连接于上位端口一；第四电阻一端连接于第三三极管的基极，另一端接地；第二电容一端连接于第三三极管的基极，另一端接地；第三三极管的发射极接地。
上位接收电路包括上位接收端、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管；上位接收端、第五电阻、第六电阻、上位端口一顺序连接；第一二极管的负极连接于上位接收端，正极接地；第二二极管的正极连接于上位接收端，负极接5V电源；第七电阻一端连接于第五电阻与第六电阻之间的线路，另一端接地。
下位电源电路包括5V电源、第八电阻、第三电容、第四电容、第三二极管和第四二极管；5V电源、第八电阻、第三二极管、下位端口二顺序连接；第三电容一端连接于5V电源，另一端接地；第四电容并联于第三电容；第四二极管亦并联于第三电容。
下位发送电路包括下位发送端、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第四三极管；下位发送端连接于并联的第九电阻、第五电容；并联的第九电阻、第五电容又连接于第四三极管的基极，第四三极管的集电极连接于下位端口二；第十电阻一端连接于第四三极管的基极，另一端接地；第六电容一端连接于第四三极管的基极，另一端接地。
下位接收电路包括下位接收端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第五二极管、第六二极管；下位接收端、第十一电阻、第十二电阻、下位端口二顺序连接；第五二极管的负极连接于下位接收端，正极接地；第六二极管的正极连接于下位接收端，负极接5V电源。
上位端口二、下位端口一接地。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：利用电源线的VCC线来复用，就可以节省上下位机之间的通讯线。由于只有两根线，所以对于一些布线紧凑的控制系统可以节省空间，尤其是对于一些上下位机需要通过穿过门轴连接的电器，由于线少，所占空间小，减少了线与门轴之间的接触和摩擦，提升了电器的可靠性。
附图说明
图1为本发明使用两连接线的主从控制系统的原理示意图。
图2为所述上位机的电路图。
图3为所述下位机的电路图。
上位机11
下位机12
上位电源电路111 12V电源
第一电阻R122
第二电阻R121
第一三极管TR103
第二三极管TR102
上位发送电路112 上位发送端TX
第三电阻R112
第四电阻R124
第一电容C107
第二电容C108
第三三极管TR104
上位接收电路113 上位接收端RX
第五电阻R109
第六电阻R110
第七电阻R111
第一二极管D106
第二二极管
上位连接端口CN103 上位端口一
上位端口二
下位电源电路121 5V电源
第八电阻R222
第三电容C201
第四电容C202
第三二极管D202
第四二极管ZD201
下位发送电路122 下位发送端TX1
第九电阻R216
第十电阻R212
第五电容C204
第六电容C205
第四三极管TR201
下位接收电路123 下位接收端RX1
第十一电阻R215
第十二电阻R213
第十三电阻R214
第五二极管
第六二极管D201
下位连接端口CN201 下位端口一
下位端口二
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图3所示，一种使用两连接线的主从控制系统，包括上位机11和下位机12；上位机11又包括上位电源电路111、上位发送电路112、上位接收电路113和上位连接端口CN103；上位电源电路111、上位发送电路112、上位接收电路113均连接于上位连接端口CN103；下位机12又包括下位电源电路121、下位发送电路122、下位接收电路123和下位连接端口CN201；下位电源电路121、下位发送电路122、下位接收电路123均连接于下位连接端口CN201；上位连接端口CN103与下位连接端口CN201之间经两根连接线电性连接。
上位连接端口CN103具有上位端口一、上位端口二；下位连接端口CN201具有下位端口一、下位端口二；上位端口一与下位端口二之间经一根连接线电性连接；上位端口二与下位端口一之间经另一根连接线电性连接。上位机与下位机没有数据传输时，两连接线给下位机提供电源。当上位机与下位机有数据传输时，上位机和下位机分别发送数据，其采用了分时，即任何端都是先接收完数据，然后发送数据。
如图2所示，上位电源电路111包括12V电源、第一电阻R122、第二电阻R121、第一三极管TR103、第二三极管TR102；12V电源连接于第一电阻R122，第一电阻R122又连接于第一三极管TR103的发射极；第一三极管TR103的集电极又连接于上位端口一；12V电源还连接于第二三极管TR102的发射极，第二三极管TR102的集电极又连接于第二电阻R121，第二电阻R121接地；第一三极管TR103的基极连接于第二三极管TR102的集电极；第二三极管TR102的基极又连接于第一三极管TR103的发射极。上位发送电路112包括上位发送端TX、第三电阻R112、第四电阻R124、第一电容C107、第二电容C108、第三三极管TR104；上位发送端TX连接于并联的第三电阻R112、第一电容C107；并联的第三电阻R112、第一电容C107又连接于第三三极管TR104的基极；第三三极管TR104的集电极又连接于上位端口一；第四电阻R124一端连接于第三三极管TR104的基极，另一端接地；第二电容C108一端连接于第三三极管TR104的基极，另一端接地；第三三极管TR104的发射极接地。上位接收电路113包括上位接收端RX、第五电阻R109、第六电阻R110、第七电阻R111、第一二极管D106和第二二极管；上位接收端RX、第五电阻R109、第六电阻R110、上位端口一顺序连接；第一二极管D106的负极连接于上位接收端RX，正极接地；第二二极管的正极连接于上位接收端RX，负极接5V电源；第七电阻R111一端连接于第五电阻R109与第六电阻R110之间的线路，另一端接地。
如图3所示，下位电源电路121包括5V电源、第八电阻R222、第三电容C201、第四电容C202、第三二极管D202和第四二极管ZD201；5V电源、第八电阻R222、第三二极管D202、下位端口二顺序连接；第三电容C201一端连接于5V电源，另一端接地；第四电容C202并联于第三电容C201；第四二极管ZD201亦并联于第三电容C201。下位发送电路122包括下位发送端TX1、第九电阻R216、第十电阻R212、第五电容C204、第六电容C205、第四三极管TR201；下位发送端TX1连接于并联的第九电阻R216、第五电容C204；并联的第九电阻R216、第五电容C204又连接于第四三极管TR201的基极，第四三极管TR201的集电极连接于下位端口二；第十电阻R212一端连接于第四三极管TR201的基极，另一端接地；第六电容C205一端连接于第四三极管TR201的基极，另一端接地。下位接收电路123包括下位接收端RX1、第十一电阻R215、第十二电阻R213、第十三电阻R214、第五二极管、第六二极管D201；下位接收端RX1、第十一电阻R215、第十二电阻R213、下位端口二顺序连接；第五二极管的负极连接于下位接收端RX1，正极接地；第六二极管D201的正极连接于下位接收端RX1，负极接5V电源。
上位端口二、下位端口一接地。
第一三极管TR103、第二三极管TR102、第一电阻R122和第二电阻R121组成恒流源，电流的大小取决于第一电阻R122的阻值，即I＝0.6/62＝9.6mA，当负载电流增大时，第一电阻R122的压降增大，导致第一三极管TR103的IC电流加大，即第二电阻R121的压降增大，使得第二三极管TR102的IC电流减小，进而使得第一电阻R122的压降减小，从而达到恒流。采用恒流的上位电源电路111，使得上位机发送数据时不会导致电源直接短路，保证电源可靠工作。上位机给下位机供电时，由于下位机有一个第三二极管D202隔离，使得在正常供电时，通过第四二极管ZD201稳压，第三电容C201为电解电容，其上有一个稳定的工作电压，可以是5V，第八电阻R222为分压电阻，当通讯时，由于第三二极管D202反向，第三电容C201的电能能维持一段工作时间，工作时间的长短可以调整电容容值大小得来。当然在通讯时也可以通过脉冲给下位机供电，第三二极管D202又可当作整流二极管用。
发送数据原理是，由于数字电路的数据是通过高低(1、0)电平来表现，当第九电阻R216输入高电平时5V，通过第九电阻R216分压限流后导通第四三极管TR201,使得上位机第六电阻R110到地，这样，上位机的接收端检测到低电平，完成数据通讯，反之下位机一样。
本发明利用电源线的VCC线来复用，就可以节省上下位机之间的通讯线。由于只有两根线，所以对于一些布线紧凑的控制系统可以节省空间，尤其是对于一些上下位机需要通过穿过门轴连接的电器，由于线少，所占空间小，减少了线与门轴之间的接触和摩擦，提升了电器的可靠性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种使用两连接线的主从控制系统，其特征在于：包括上位机和下位机；
上位机又包括上位电源电路、上位发送电路、上位接收电路和上位连接端口；上位电源电路、上位发送电路、上位接收电路均连接于上位连接端口；
下位机又包括下位电源电路、下位发送电路、下位接收电路和下位连接端口；下位电源电路、下位发送电路、下位接收电路均连接于下位连接端口；
上位连接端口与下位连接端口之间经两根连接线电性连接；
上位连接端口具有上位端口一、上位端口二；下位连接端口具有下位端口一、下位端口二；上位端口一与下位端口二之间经一根连接线电性连接；上位端口二与下位端口一之间经另一根连接线电性连接；
上位电源电路包括12V电源、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管；
12V电源连接于第一电阻，第一电阻又连接于第一三极管的发射极；第一三极管的集电极又连接于上位端口一；
12V电源还连接于第二三极管的发射极，第二三极管的集电极又连接于第二电阻，第二电阻接地；
第一三极管的基极连接于第二三极管的集电极；第二三极管的基极又连接于第一三极管的发射极。
2.根据权利要求1所述的主从控制系统，其特征在于：上位发送电路包括上位发送端、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三三极管；
上位发送端连接于并联的第三电阻、第一电容；并联的第三电阻、第一电容又连接于第三三极管的基极；第三三极管的集电极又连接于上位端口一；
第四电阻一端连接于第三三极管的基极，另一端接地；
第二电容一端连接于第三三极管的基极，另一端接地；
第三三极管的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的主从控制系统，其特征在于：上位接收电路包括上位接收端、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管；
上位接收端、第五电阻、第六电阻、上位端口一顺序连接；
第一二极管的负极连接于上位接收端，正极接地；
第二二极管的正极连接于上位接收端，负极接5V电源；
第七电阻一端连接于第五电阻与第六电阻之间的线路，另一端接地。
4.根据权利要求3所述的主从控制系统，其特征在于：下位电源电路包括5V电源、第八电阻、第三电容、第四电容、第三二极管和第四二极管；
5V电源、第八电阻、第三二极管、下位端口二顺序连接；
第三电容一端连接于5V电源，另一端接地；
第四电容并联于第三电容；
第四二极管亦并联于第三电容。
5.根据权利要求4所述的主从控制系统，其特征在于：下位发送电路包括下位发送端、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第四三极管；
下位发送端连接于并联的第九电阻、第五电容；并联的第九电阻、第五电容又连接于第四三极管的基极，第四三极管的集电极连接于下位端口二；
第十电阻一端连接于第四三极管的基极，另一端接地；
第六电容一端连接于第四三极管的基极，另一端接地。
6.根据权利要求5所述的主从控制系统，其特征在于：下位接收电路包括下位接收端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第五二极管、第六二极管；
下位接收端、第十一电阻、第十二电阻、下位端口二顺序连接；
第五二极管的负极连接于下位接收端，正极接地；
第六二极管的正极连接于下位接收端，负极接5V电源。
7.根据权利要求1所述的主从控制系统，其特征在于：上位端口二、下位端口一接地。
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