CN107797957B - 低成本m-bus主机通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本M‑BUS主机通讯电路，包括M‑BUS主机发送电路、M‑BUS主机接收电路、光耦隔离发送电路和光耦隔离接收电路。所述M‑BUS主机发送电路通过稳压管钳制，调节三极管基极电压，三极管集电极电压跟随基极电压变化输出高低电平，实现电平信号传输，电路简单，且调试方便；所述M‑BUS主机接收电路采用三极管、电容、电阻等分立器件代替常用的电压比较器及其他运算放大器的设计，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电能表的M-BUS通讯电路，尤其是涉及一种低成本M-BUS主机通讯电路。
背景技术
M-Bus是欧洲标准的2线的二总线， 是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线，满足了公用事业仪表的组网和远程抄表的需要，同时它还可以满足远程供电或电池供电系统的特殊要求；M-BUS通讯是一种适合低速数据采集场合的半双工通讯，其通讯网络可由多种拓扑结构组成，各个从机通过两个无极性传输线连接M-BUS总线以实现电源供给和数据传输，这一特点不仅使得M-BUS总线的扩展更容易，同时还方便现场的施工及维护。
目前，现有的M-BUS主机通讯电路较复杂，多需通过比较、放大、整形等电路实现电压调制和数据传输，此外，电路采用LM2903等电压比较器，该器价格较贵，这无疑增加电路设计的成本。
发明内容
针对背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种低成本的M-BUS主机通讯电路，该电路能够实现数据远程自动采集功能，且电路简单、成本较低。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种低成本M-BUS主机通讯电路，包括M-BUS主机发送电路、M-BUS主机接收电路、光耦隔离发送电路和光耦隔离接收电路，M-BUS主机发送电路与M-BUS主机接收电路相连接，光耦隔离发送电路与M-BUS主机发送电路相连接，光耦隔离接收电路与M-BUS主机接收电路相连接。
所述M-BUS主机发送电路包括电阻RH1、电阻RH6、稳压二极管DH4、稳压二极管DH5、三极管QH1和二极管DH2；所述电阻RH6一端与M+28V、电阻RH1连接，另一端与稳压二极管DH4负极、三级管QH1的基极连接；所述稳压二极管DH4正极与稳压二极管DH5负极、待发送数据输入端M_TXD*连接；所述稳压二极管DH5正极与地SGND连接；所述三极管QH1的集电极与电阻RH1连接，发射极与二极管DH2正极、电压输出端M+24V连接，基极与二极管DH2负极连接。
所述M-BUS主机接收电路包括电阻RH2、电阻RH3、电阻RH5、电阻RH7、电阻RH8、电阻RH9、热敏电阻RH4、电容CH1、TVS二极管DH1、双肖特基二极管DH3、二极管DH6、三极管QH2和三极管QH3；所述电阻RH2与电阻RH3串联，一端连接M-BUS主机发送电路，另一端与TVS二极管DH1、电阻RH5、双肖特基二极管DH3、热敏电阻RH4连接；所述TVS二极管DH1另一端与地SGND连接；所述电阻RH5另一端与三级管QH2的基极连接；所述双肖特基二极管DH3另一端与电阻RH7连接；所述热敏电阻RH4另一端与二极管DH6正极连接；所述三级管QH2的发射极与电阻RH7、电容CH1正极连接，集电极与电阻RH8连接；所述电阻RH8另一端与三级管QH3的基极、电阻RH9连接；所述电阻RH9的另一端连接电容CH1负极和地SGND；所述三级管QH3的发射极连接地SGND，集电极连接数据接收端M_RXD*；所述二极管DH6负极M_A2为M-BUS从机接入端。
进一步地，所述的M+28V端接28V输入电压。
进一步地，所述的稳压二极管DH4和稳压二极管DH5均为12V稳压二极管。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1）使用由电阻、稳压管、三极管和二极管组成的电压调制及数据发送电路，发送数据时，通过稳压管钳制，调节三极管基极电压，三极管集电极电压跟随基极电压变化输出高低电平，实现电平信号传输，电路简单，且调试方便；2）采用三极管、电容、电阻等分立器件代替常用的电压比较器及其他运算放大器的设计，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本发明低成本M-BUS主机通讯电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明低成本M-BUS主机通讯电路，包括M-BUS主机发送电路1、M-BUS主机接收电路2、光耦隔离发送电路3和光耦隔离接收电路4，M-BUS主机发送电路1与M-BUS主机接收电路2相连接，光耦隔离发送电路3与M-BUS主机发送电路1相连接，光耦隔离接收电路4与M-BUS主机接收电路2相连接，光耦隔离发送电路3和光耦隔离接收电路4均为该领域的成熟技术，在此不再赘述。
所述M-BUS主机发送电路1包括电阻RH1、电阻RH6、稳压二极管DH4、稳压二极管DH5、三极管QH1和二极管DH2；所述电阻RH6一端与M+28V、电阻RH1连接，另一端与稳压二极管DH4负极、三级管QH1的基极连接；所述稳压二极管DH4正极与稳压二极管DH5负极、待发送数据输入端M_TXD*连接；所述稳压二极管DH5正极与地SGND连接；所述三极管QH1的集电极与电阻RH1连接，发射极与二极管DH2正极、电压输出端M+24V连接，基极与二极管DH2负极连接。M+28V端接28V输入电压。
所述M-BUS主机接收电路2包括电阻RH2、电阻RH3、电阻RH5、电阻RH7、电阻RH8、电阻RH9、热敏电阻RH4、电容CH1、TVS二极管DH1、双肖特基二极管DH3、二极管DH6、三极管QH2和三极管QH3；所述电阻RH2与电阻RH3串联，一端连接M-BUS主机发送电路1，另一端与TVS二极管DH1、电阻RH5、双肖特基二极管DH3、热敏电阻RH4连接；所述TVS二极管DH1另一端与地SGND连接；所述电阻RH5另一端与三级管QH2的基极连接；所述双肖特基二极管DH3另一端与电阻RH7连接；所述热敏电阻RH4另一端与二极管DH6正极连接；所述三级管QH2的发射极与电阻RH7、电容CH1正极连接，集电极与电阻RH8连接；所述电阻RH8另一端与三级管QH3的基极、电阻RH9连接；所述电阻RH9的另一端连接电容CH1负极和地SGND；所述三级管QH3的发射极连接地SGND，集电极连接数据接收端M_RXD*；所述二极管DH6负极M_A2为M-BUS从机接入端。
低成本M-BUS主机通讯电路工作原理：M-BUS主机对从机发送数据采用电平信号方式传输，M-BUS从机对主机发送数据则采用电流信号方式传输。M+28V端接28V输入电压。所述稳压二极管DH4、DH5为12V稳压二极管。当M-BUS主机发送数据“0”时，M_TXD为低电平，光耦UR23导通， 三极管QR23导通，所述M_TXD*为低电平，所述稳压二极管DH5被短路，所述三极管QH1基极电压与稳压二极管DH4两端电压相等为12V，由于所述三极管QH1存在导通压降，三极管QH1发射极电压约为11.4V，又由于输出电流很小，M_A2端输出电压大于11V；当M-BUS主机发送数据“1”时，M_TXD端为高电平，光耦UR23不导通，三极管QR23不导通，所述M_TXD*为高阻抗，所述稳压二极管DH4、DH5两端电压分别为12V，所述三极管QH1基极电压为24V，由于所述三极管QH1存在导通压降，所述三极管QH1发射极电压约为23.4V，由于输出电流很小，M_A2端输出电压大于23V；通过电平偏移实现信号发送。当M-BUS从机有电流信号时，所述电阻RH2和RH3产生大于0.6V的压降，导致所述三级管QH2基极电压压降大于0.6V，由于电容CH1放电使得所述三级管QH2发射极电压维持不变，则所述三级管QH2发射极电压高于基极电压，且压差大于0.6V，所述三级管QH2导通，从而所述三级管QH3导通，M_RXD*为低电平，光耦UR22导通，三极管QR22导通，M_RXD为低电平信号；当从机无电流信号时，所述三级管QH2发射极电压与基极电压相等，所述三级管QH2不导通，电路对所述CH1进行充电，所述三级管QH3不导通，光耦UR22不导通，三极管QR22不导通，M_RXD为高电平信号；从而实现信号接收。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种低成本M-BUS主机通讯电路，包括M-BUS主机发送电路、M-BUS主机接收电路、光耦隔离发送电路和光耦隔离接收电路，M-BUS主机发送电路与M-BUS主机接收电路相连接，光耦隔离发送电路与M-BUS主机发送电路相连接，光耦隔离接收电路与M-BUS主机接收电路相连接，其特征在于：
所述M-BUS主机发送电路包括电阻RH1、电阻RH6、稳压二极管DH4、稳压二极管DH5、三极管QH1和二极管DH2；所述电阻RH6一端与M+28V、电阻RH1连接，另一端与稳压二极管DH4负极、三级管QH1的基极连接；所述稳压二极管DH4正极与稳压二极管DH5负极、待发送数据输入端M_TXD*连接；所述稳压二极管DH5正极与地SGND连接；所述三极管QH1的集电极与电阻RH1连接，发射极与二极管DH2正极、电压输出端M+24V连接，基极与二极管DH2负极连接；
所述的M-BUS主机接收电路包括电阻RH2、电阻RH3、电阻RH5、电阻RH7、电阻RH8、电阻RH9、热敏电阻RH4、电容CH1、TVS二极管DH1、双肖特基二极管DH3、二极管DH6、三极管QH2和三极管QH3；所述电阻RH2与电阻RH3串联，一端连接M-BUS主机发送电路，另一端与TVS二极管DH1、电阻RH5、双肖特基二极管DH3、热敏电阻RH4连接；所述TVS二极管DH1另一端与地SGND连接；所述电阻RH5另一端与三级管QH2的基极连接；所述双肖特基二极管DH3另一端与电阻RH7连接；所述热敏电阻RH4另一端与二极管DH6正极连接；所述三级管QH2的发射极与电阻RH7、电容CH1正极连接，集电极与电阻RH8连接；所述电阻RH8另一端与三级管QH3的基极、电阻RH9连接；所述电阻RH9的另一端连接电容CH1负极和地SGND；所述三级管QH3的发射极连接地SGND，集电极连接数据接收端M_RXD*；所述二极管DH6负极M_A2为M-BUS从机接入端。
2.根据权利要求1所述的一种低成本M-BUS主机通讯电路，其特征在于：所述主机发送电路的M+28V端接28V输入电压。
3.根据权利要求1或2所述的一种低成本M-BUS主机通讯电路，其特征在于：所述的稳压二极管DH4和稳压二极管DH5均为12V稳压二极管。
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