CN107395243B - 一种单线通讯电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单线通讯电路，包括数据发送电路；数据发送电路包括电平转换模块和推挽输出模块；电平转换模块用于接收第一输入端的输入信号和控制端的控制信号，根据控制信号对输入信号进行电平转换，并将电平转换后的信号传输至推挽输出模块；推挽输出模块用于接收电平转换后的信号并传输至输出端，推挽输出模块包括推挽相联的第三晶体管和第四晶体管。本发明提供的单线通讯电路驱动能力强、传输距离长、波特率高且抗干扰能力强。

Description

一种单线通讯电路
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种单线通讯电路。
背景技术
由于二线制和三线制通讯方式使设备之间的接线方式复杂，且成本较高，单线通讯方式越来越成为主流。现有的单线通讯电路采用单个三极管电阻上拉方式输出，驱动能力弱、传输距离短、波特率低且抗干扰能力弱。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种单线通讯电路，用以解决现有的单线通讯电路驱动能力弱、传输距离短、波特率低以及抗干扰能力弱的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种单线通讯电路，包括数据发送电路；所述数据发送电路包括电平转换模块和推挽输出模块；所述电平转换模块用于接收第一输入端的输入信号和控制端的控制信号，根据所述控制信号对所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的信号传输至推挽输出模块；所述推挽输出模块用于接收所述电平转换后的信号并传输至输出端，推挽输出模块包括推挽相联的第三晶体管和第四晶体管。
优选地，所述第三晶体管为PNP型晶体管，所述第四晶体管为NPN型晶体管。
优选地，所述推挽输出模块还包括第七电阻；所述第三晶体管的发射极连接至第二电源电压，集电极与所述第七电阻的一端相连；所述第四晶体管的发射极接地，集电极与所述第七电阻的另一端相连；所述第三晶体管的基极和所述第四晶体管的基极接收所述电平转换后的信号。
优选地，所述推挽输出模块还包括二极管和第八电阻；所述二极管的阳极与所述第四晶体管的发射极相连，阴极与所述第四晶体管的集电极相连；所述第八电阻的一端接所述二极管的阴极，另一端接输出端。
优选地，所述电平转换模块包括第一电阻至第六电阻、第一晶体管以及第二晶体管；所述第一晶体管和所述第二晶体管为NPN型晶体管；第一电阻的一端连接至第一输入端，另一端连接至控制端；第二电阻的一端连接至第一输入端，另一端连接至所述第一晶体管的基极；所述第一晶体管的集电极通过第三电阻连接至第一电源电压，发射极接地；所述第二晶体管的基极连接至所述第一晶体管的集电极，所述第二晶体管的集电极通过第五电阻连接至第三晶体管的基极，所述第二晶体管的发射极接地；第四电阻的一端连接至所述第三晶体管的基极，另一端连接至第二电源电压；第六电阻的一端连接至控制端，另一端连接至所述第四晶体管的基极。
优选地，所述单线通讯电路还包括数据接收电路，所述数据接收电路包括第九电阻至第十一电阻、第五晶体管以及电容；所述第五晶体管的集电极通过第九电阻连接至第三电源电压，发射极接地；第十电阻和电容组成的并联电路的一端连接至所述第五晶体管的基极，另一端接地；第十一电阻的一端连接至第五晶体管的基极，另一端连接至输出端；第二输入端连接至所述第五晶体管的集电极。
优选地，所述第五晶体管为NPN型晶体管。
优选地，当所述单线通讯电路接收数据时，置所述控制端为低电平，使得所述数据发送电路为高阻状态。
本发明技术方案，与现有技术相比，至少具有如下优点：
本发明提供一种单线通讯电路，包括数据发送电路；所述数据发送电路包括电平转换模块和推挽输出模块；所述电平转换模块用于接收第一输入端的输入信号和控制端的控制信号，根据所述控制信号对所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的信号传输至推挽输出模块；所述推挽输出模块用于接收所述电平转换后的信号并传输至输出端，推挽输出模块包括推挽相联的第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管为PNP型晶体管，所述第四晶体管为NPN型晶体管。本发明提供的单线通讯电路驱动能力强、传输距离长、波特率高且抗干扰能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中单线通讯电路的一个具体示例的原理框图；
图2为本发明实施例中数据发送电路的一个具体示例的电路图；
图3为本发明实施例中数据接收电路的一个具体示例的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种单线通讯电路，如图1所示，该单线通讯电路包括数据发送电路；该数据发送电路包括电平转换模块和推挽输出模块；电平转换模块用于接收第一输入端TXD的输入信号和控制端TRCTL的控制信号，根据所述控制信号对所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的信号传输至推挽输出模块；所述推挽输出模块用于接收所述电平转换后的信号并传输至输出端UART，推挽输出模块包括推挽相联的第三晶体管Q3和第四晶体管Q4。本发明提供的单线通讯电路驱动能力强、传输距离长、波特率高且抗干扰能力强。
在一具体实施例中，上述第三晶体管Q3为PNP型晶体管，上述第四晶体管Q4为NPN型晶体管。
如图2所示，上述推挽输出模块还包括第七电阻R7；第三晶体管Q3的发射极连接至第二电源电压V2，集电极与上述第七电阻R7的一端相连；第四晶体管Q4的发射极接地GND，集电极与上述第七电阻R7的另一端相连；第三晶体管Q3的基极和第四晶体管Q4的基极接收上述电平转换后的信号。
在一较佳实施例中，如图2所示，上述推挽输出模块还包括二极管D和第八电阻R8；该二极管D的阳极与上述第四晶体管Q4的发射极相连，阴极与上述第四晶体管Q4的集电极相连；第八电阻R8的一端接上述二极管D的阴极，另一端接输出端UART；作为一种优选的实施方式，上述二极管D为瞬态吸收二极管。
本发明实施例中的电平转换模块包括第一电阻R1至第六电阻R6、第一晶体管Q1以及第二晶体管Q2；该第一晶体管Q1和该第二晶体管Q2为NPN型晶体管；第一电阻R1的一端连接至第一输入端TXD，另一端连接至控制端TRCTL；第二电阻R2的一端连接至第一输入端TXD，另一端连接至所述第一晶体管Q1的基极；第一晶体管Q1的集电极通过第三电阻R3连接至第一电源电压V1，发射极接地GND；第二晶体管Q2的基极连接至上述第一晶体管Q1的集电极，第二晶体管Q2的集电极通过第五电阻R5连接至第三晶体管Q3的基极，第二晶体管Q2的发射极接地GND；第四电阻R4的一端连接至上述第三晶体管的基极，另一端连接至第二电源电压V2；第六电阻R6的一端连接至控制端TRCTL，另一端连接至上述第四晶体管Q4的基极。
本发明实施例提供的单线通讯电路还包括数据接收电路，如图3所示，该数据接收电路包括第九电阻R9至第十一电阻R11、第五晶体管Q5以及电容C；该第五晶体管Q5为NPN型晶体管，第五晶体管Q5的集电极通过第九电阻R9连接至第三电源电压V3，发射极接地GND；第十电阻R10和电容C组成的并联电路的一端连接至上述第五晶体管Q5的基极，另一端接地GND；第十一电阻R11的一端连接至上述第五晶体管Q5的基极，另一端连接至输出端UART；第二输入端RXD连接至上述第五晶体管Q5的集电极。
本发明实施例提供的单线通讯电路在发送数据时，当第一输入端TXD为高电平，第一晶体管Q1正向偏置而导通，将第二晶体管Q2的基极电位拉低，第二晶体管Q2不导通，第四电阻R4使第三晶体管Q3正向偏置而处于截止状态，而由于第一输入端TXD为高电平，第四晶体管Q4正向偏置而导通，拉低输出端UART的电位，输出端UART接收到低电平信号；发送数据时，当第一输入端TXD为低电平，第一晶体管Q1处于截止状态，此时第三电阻R3拉低第二晶体管Q2的基极电位，第二晶体管Q2导通，拉低第三晶体管Q3的基极电位，第三晶体管Q3反向偏置而导通，而由于第一输入端TXD为低电平，第四晶体管Q4处于截止状态，输出端UART接收到高电平信号。
本发明实施例提供的单线通讯电路在接收数据时，第九电阻R9使第二输入端常态下为高电平，当输出端UART接收到高电平信号，使得第五晶体管Q5为正向偏置状态而导通，从而拉低第二输入端RXD的电位；反之，当输出端UART接收到低电平信号，第五晶体管Q5无法导通，故第二输入端RXD处于高电平状态。
作为一种优选的实施方式，上述单线通讯电路在接收数据时，控制端TRCTL输出低电平的控制信号，强制使第四晶体管Q4处于截止状态，从而使得接收数据状态下，数据发送电路始终处于高阻状态，以免数据发送电路影响数据接收电路接收数据。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种单线通讯电路，其特征在于，包括数据发送电路；
所述数据发送电路包括电平转换模块和推挽输出模块；
所述电平转换模块用于接收第一输入端(TXD)的输入信号和控制端(TRCTL)的控制信号，根据所述控制信号对所述输入信号进行电平转换，并将电平转换后的信号传输至推挽输出模块；
所述推挽输出模块用于接收所述电平转换后的信号并传输至输出端(UART)，推挽输出模块包括推挽相联的第三晶体管(Q3)和第四晶体管(Q4)；
所述电平转换模块包括第一电阻至第六电阻(R1-R6)、第一晶体管(Q1)以及第二晶体管(Q2)；
所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(Q2)为NPN型晶体管；
第一电阻(R1)的一端连接至第一输入端(TXD)，另一端连接至控制端(TRCTL)；
第二电阻(R2)的一端连接至第一输入端(TXD)，另一端连接至所述第一晶体管(Q1)的基极；
所述第一晶体管(Q1)的集电极通过第三电阻(R3)连接至第一电源电压(V1)，发射极接地(GND)；
所述第二晶体管(Q2)的基极连接至所述第一晶体管(Q1)的集电极，所述第二晶体管(Q2)的集电极通过第五电阻(R5)连接至第三晶体管(Q3)的基极，所述第二晶体管(Q2)的发射极接地(GND)；
第四电阻(R4)的一端连接至所述第三晶体管的基极，另一端连接至第二电源电压(V2)；
第六电阻(R6)的一端连接至控制端(TRCTL)，另一端连接至所述第四晶体管(Q4)的基极。
2.根据权利要求1所述的单线通讯电路，其特征在于，所述第三晶体管(Q3)为PNP型晶体管，所述第四晶体管(Q4)为NPN型晶体管。
3.根据权利要求2所述的单线通讯电路，其特征在于，所述推挽输出模块还包括第七电阻(R7)；所述第三晶体管(Q3)的发射极连接至第二电源电压(V2)，集电极与所述第七电阻(R7)的一端相连；所述第四晶体管(Q4)的发射极接地(GND)，集电极与所述第七电阻(R7)的另一端相连；所述第三晶体管(Q3)的基极和所述第四晶体管(Q4)的基极接收所述电平转换后的信号。
4.根据权利要求3所述的单线通讯电路，其特征在于，所述推挽输出模块还包括二极管(D)和第八电阻(R8)；所述二极管(D)为瞬态吸收二极管；
所述二极管(D)的阳极与所述第四晶体管(Q4)的发射极相连，阴极与所述第四晶体管(Q4)的集电极相连；
所述第八电阻(R8)的一端接所述二极管(D)的阴极，另一端接输出端(UART)。
5.根据权利要求1-4任一所述的单线通讯电路，其特征在于，还包括数据接收电路，所述数据接收电路包括第九电阻至第十一电阻(R9-R11)、第五晶体管(Q5)以及电容(C)；
所述第五晶体管(Q5)的集电极通过第九电阻(R9)连接至第三电源电压(V3)，发射极接地(GND)；
第十电阻(R10)和电容(C)组成的并联电路的一端连接至所述第五晶体管(Q5)的基极，另一端接地(GND)；
第十一电阻(R11)的一端连接至第五晶体管(Q5)的基极，另一端连接至输出端(UART)；
第二输入端(RXD)连接至所述第五晶体管(Q5)的集电极。
6.根据权利要求5所述的单线通讯电路，其特征在于，所述第五晶体管(Q5)为NPN型晶体管。
7.根据权利要求6所述的单线通讯电路，其特征在于，当接收数据时，置所述控制端(TRCTL)为低电平，使得所述数据发送电路为高阻状态。
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