CN109714053B - 使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法，终端设备具有模拟输入输出引脚、第一处理器、信号转换电路和2个调理电路，第一处理器通过模拟输入引脚接收模拟信号，并在数字模式下，将接收到的2档电压值或电流值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；信号转换电路接收第一处理器发送的数字信号，并通过信号转换电路和其中1个调理电路生成2档电压值或电流值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”通过模拟输出引脚输出；第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下。本发明在不增加专用数字通信接口的情况下，通过模拟引脚完成数字信号的传输，使用方便、操作简单。

Description

使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及一种信号传输技术，具体涉及一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法。

背景技术

在工业自动化中常用的模拟控制信号有电流型(如4-20mA，0-20mA)、电压型(如0-10V，0-5V)、晶体管开关量型(如NPN，PNP)等。因此很多传感器或仪器仪表产品等都会使用上述模拟信号来代表测量的物理量作为输出。模拟信号输出具有引脚少，接线简单，标准统一等优点，但却存在信息量少，精度低等缺点。所以在很多情况下需要数字通信(例如RS485等)才能满足要求。

例如在距离传感器中，所测量的距离常使用模拟信号(以4-20mA电流为例)作为输出。还要通过模拟输入引脚(例如接地、接电源电压或悬空操作)来设置模拟信号所代表的具体距离。这种方法虽然不需要辅助设备，操作简便，但可以传输的信息太少且不精确。当需要向传感器中写入或读取更多信息时就没有办法了。目前技术的解决方案是增加数字通信引脚。增加数字引脚虽然可以解决这个问题，但是却增加了产品的本身的体积和制造成本。特别是在传感器领域，很多传感器例如但不限于部分液位传感器对体积非常敏感，传感器的引脚非常有限，增加引脚不仅带来了成本的增加，而且带来了体积上的变化，这种体积的变化给用户的使用带来较大的不便。此外，增加引脚除了传感器端需要做改变外，还需要在与传感器配合的端口进行改变，通用性较差，并且改变用户习惯，增加用户的不适感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，解决现有技术中模拟终端增加数字引脚进行数字通信增加产品本身的体积和制造成本的问题，在不增加专用数字通信接口的情况下，通过模拟引脚完成数字信号的传输。此外，本发明还提供了一种使用模拟信号引脚进行数字通信的系统以及方法。

本发明的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备通过下述技术方案实现：

使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，所述终端设备具有模拟输入引脚和模拟输出引脚，所述终端设备还包括第一处理器、信号转换电路、第一信号调理电路和第二信号调理电路，其中：第一信号调理电路，用于将模拟输入引脚接收的模拟信号进行调理后发送给第一处理器；第一处理器，用于接收第一信号调理电路发送的模拟信号，并在数字模式下，接收数据时，将接收到的模拟信号识别为数字信号；发送数据时，发送数字信号给信号转换电路；信号转换电路，用于接收第一处理器发送的数字信号，并将其转换为模拟信号发送给第二信号调理电路；第二信号调理电路，用于对信号转换电路输出的模拟信号进行调理后，通过模拟输出引脚发送给信号转换装置的模拟信号输入接口。所述第一处理器将接收到的模拟信号识别为数字信号具体为：将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；所述信号转换电路在数字模式下将数字信号转换为模拟信号时根据接收到的数字信号生成2档电压值范围不同的模拟信号分别代表“1”和“0”；所述第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下。

作为本发明的进一步改进，所述第一处理器包括：

信号识别单元，在数字模式下，用于将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元；在模拟模式下，对接收到的模拟信号不做转换直接输出给控制单元；

指令判定及数据读写单元，用于在数字模式下对数据存储单元的数据进行读写；

数据存储单元，用于存储终端设备接收的和待发送的数据，提供给指令判定及数据读写单元和控制单元进行读写；

数字信号发送单元，用于在数字模式下接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元读出的数据，或在模拟模式下接收控制单元从数据存储单元读出的数据，并将接收的数据发送给信号转换电路；

控制单元，用于控制终端设备工作在数字模式或者模拟模式下，并控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元；

所述控制单元在获取到数字通信指令时控制终端设备进入数字模式或保持数字模式；

所述控制单元在获取到数字通信指令的方式为：

在模拟模式下，所述控制单元判断接收的模拟信号是否为数字通信指令，是则获取到数字通信指令；或

在数字模式下，所述指令判定及数据读写单元还用于判定信号识别单元输出的信号是否为数字通信指令，是则将该数字通信指令或生成新的数字通信指令发送给控制单元，所述控制单元接收到信号识别单元发送的数字通信指令时就获取到数字通信指令。

进一步，所述第一处理器还包括用于计时的计时单元；所述计时单元在终端设备开机后开始计时，并在计时结束时向控制单元发送计时结束通知，所述控制单元根据当前工作模式和该计时结束通知控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元维持或切换通信模式。

使用模拟信号引脚进行数字通信的系统，包括上述任一技术方案中的终端设备和信号转换装置，所述信号转换装置包括数字信号输入输出接口、模拟信号输入接口、模拟信号输出接口，其模拟信号输入接口能够连接终端设备的模拟输出引脚，其模拟输出接口能够连接终端设备的模拟输入引脚；所述信号转换装置还包括第二处理器、第一信号转换单元、第二信号转换单元；第二处理器，与数字信号输入输出接口相连，用于通过第一信号转换单元向终端设备发送数字通信指令以及通过第二信号转换单元接收终端设备发送的信号；第一信号转换单元，用于将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号并通过模拟信号输出接口发送给终端设备；第一信号转换单元将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号的具体方式为将接收到的数字信号中的“1”和“0”分别转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号；第二信号转换单元，用于将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号并发送给第二处理器；第二信号转换单元将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号的具体方式为将2档电压值或电流值范围不同的模拟信号对应转换为数字信号“1”和“0”。

进一步，所述第二处理器包括：指令生成模块，用于生成数字通信指令并发送给第一信号转换单元；信号转发模块，用于从数字信号输入输出接口接收外部网络的数字信号并发送给第一信号转换单元，以及从第二信号转换单元接收终端设备发送过来的数字信号并通过数字信号输入输出接口转发给外部网络。

使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法包括数字信号接收方法和/或数字信号发送方法，其中：

所述数字信号接收方法为：所述信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

所述数字信号发送方法为：所述终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

进一步，所述数字信号接收方法包括步骤S11-S14：

S11、终端设备在开机时进入模拟模式；

S12、信号转换装置发送数字通信指令至终端设备；

S13、终端设备接收步骤S12中信号转换装置发送的数字通信指令，并跳转到步骤S14；

S14、所述终端设备进入数字模式，信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

所述数字通信指令为特定形状模拟信号。

进一步，所述数字信号接收方法包括步骤S21-S24：

S21、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S22、所述信号转换装置生成数字通信指令或接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S23、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号，步骤S21和步骤S23中终端设备在数字模式下，数字信号接收方法为：所述信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应。

进一步，所述数字信号发送方法包括步骤S31-S34：

S31、终端设备在开机时进入模拟模式；

S32、所述信号转换装置生成数字通信指令发送给终端设备；

S33、终端设备接收步骤S32中信号转换装置发送的数字通信指令并对其进行判定，当判定为数字通信指令时，终端设备进入数字模式，产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；

S34、所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络；

所述数字通信指令为特定形状模拟信号。

进一步，所述数字信号发送方法包括步骤S41-S44：

S41、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S42、所述信号转换装置生成数字通信指令或者接收外部网络的数字信号，并将数字通信指令和数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S43、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号；步骤S43中终端设备在数字模式下，数字信号发送方法为：所述终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法包括以下步骤S51-S53：

S51、终端设备在开机时进入模拟模式；

S52、信号转换装置发送数字通信指令至终端设备，所述数字通信指令为特定形状模拟信号；

S53、终端设备接收步骤S52中信号转换装置发送的数字通信指令，所述终端设备进入数字模式；

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法包括步骤S61-S63：

S61、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S62、所述信号转换装置生成数字通信指令或接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S63、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号；

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中，终端设备的数字通信和模拟传输使用相同的引脚，通过模拟引脚完成数字信号的传输，不增加专用数字通信接口；

2、本发明中，终端设备利用现有技术中的模拟引脚，不增加产品本身的体积和制造成本；

3、本发明中，终端设备可以单独使用，用以进行模拟信号通信，而在需要传输数字信号时增加一个信号转换装置即可，通用性强、使用方便；

4、本发明中，数字模式的进入和保持控制只需要发送一个数字通信指令或者进行计时，控制简单、易操作；

5、本发明中，用户可多个终端设备选配一个信号转换装置，在需要的使用，成本低，且不需要改变与终端设备相配合的接口，通用性强，且不改变用户习惯。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的使用模拟信号引脚进行数字通信的系统的结构框图；

图2为本发明的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备的第一处理器的结构框图；

图3为第一处理器在数字模式和模拟模式下的信号识别示意图；

图4为实施例1中的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备的工作模式切换示意图；

图5为实施例2中的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备的工作模式切换示意图；

图6为信号转换电路将第一处理器发送的数字信号转换为2档电压值范围不同的模拟信号代表不同的数字信号的示意图。

具体实施方式

现有技术的传感器等终端设备中通过模拟输入引脚传输信号，不需要辅助设备，操作简便，但可以传输的信息太少且不精确。当需要向传感器中写入或读取更多信息时就没有办法了。目前技术的解决方案是增加数字通信引脚。增加数字引脚虽然可以解决这个问题，但是却增加了产品的本身的体积和制造成本。很多传感器例如但不限于部分液位传感器对体积非常敏感，传感器的引脚非常有限，增加引脚不仅带来了成本的增加，而且带来了体积上的变化，这种体积的变化给用户的使用带来较大的不便。此外，增加引脚除了传感器端需要做改变外，还需要在与传感器配合的端口进行改变，通用性较差，并且改变用户习惯，增加用户的不适感。为了解决该技术问题，本申请的发明人提出了本发明中的一种使用模拟信号引脚进行数字通信的系统、终端设备及方法。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

【实施例1】

如图1所示，使用模拟信号引脚进行数字通信的系统，包括终端设备和信号转换装置。所述终端设备具有模拟输入引脚和模拟输出引脚；所述信号转换装置包括数字信号输入输出接口、模拟信号输入接口、模拟信号输出接口，其数字信号输入输出接口连接外部网络或者设备，其模拟信号输入接口能够连接终端设备的模拟输出引脚，其模拟输出接口能够连接终端设备的模拟输入引脚。本实施例中的外部网络应理解为一切能够使得信号转换装置与其他设备进行通信的网络，其包括但不限于需要路由器和/或电脑等参与的有线网络、无线网络等通信网络，在设备终端所在现场由信号转换装置与其他设备构成的点对点通信网络或者有线连接亦包含在外部网络的范围内。

所述信号转换装置还包括第二处理器、第一信号转换单元、第二信号转换单元：

第二处理器，与数字信号输入输出接口相连，用于：接收外部网络数字信号；产生数字通信指令；通过第一信号转换单元向终端设备发送数字通信指令和接收的外部网络数字信号；以及通过第二信号转换单元接收终端设备发送的信号；

第一信号转换单元，用于将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号并通过模拟信号输出接口发送给终端设备；第一信号转换单元将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号的具体方式为将接收到的数字信号中的“1”和“0”分别转换为2档电压值范围不同的模拟信号；

第二信号转换单元，用于将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号并发送给第二处理器；第二信号转换单元将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号的具体方式为将2档电压值范围不同的模拟信号对应转换为数字信号“1”和“0”。

所述终端设备包括第一处理器、信号转换电路、第一信号调理电路和第二信号调理电路，其中：

第一信号调理电路，连接在模拟输入引脚与第一处理器之间，用于将模拟输入引脚接收的模拟信号进行调理后发送给第一处理器，第一信号调理电路的调理内容为将模拟输入引脚上的模拟信号按比例缩放为第一处理器识别范围内的电压；在数字模式下，模拟输入引脚接收的信号为2档电压值范围不同的模拟信号，第一信号调理电路将其调理为第一处理器识别范围内的2档电压值不同的模拟信号；

第一处理器，用于接收第一信号调理电路发送的模拟信号，并在数字模式下，接收数据时，将接收到的模拟信号识别为数字信号；发送数据时，发送数字信号给信号转换电路；所述第一处理器将接收到的模拟信号识别为数字信号具体为：在终端设备工作在数字模式后，将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；所述第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下；

信号转换电路，用于接收第一处理器发送的数字信号，并将数字信号转换为模拟信号发送给第二信号调理电路，在数字模式下将数字信号转换为模拟信号时通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”；

第二信号调理电路，连接在信号转换电路与模拟输出引脚之间，用于对信号转换电路输出的模拟信号进行调理后，通过模拟输出引脚发送给信号转换装置的模拟信号输入接口。第二信号调理电路的调理内容为将信号转换电路输出的电压按比例缩放为终端设备要求的标准电压。

如图2所示，所述第一处理器包括控制单元、信号识别单元、指令判定及数据读写单元、数字信号发送单元和数据存储单元，其中：

信号识别单元，在数字模式下，用于将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元；在模拟模式下，对接收到的模拟信号不做转换，直接输出给控制单元；

指令判定及数据读写单元，用于在数字模式下对数据存储单元的数据进行读写；

数据存储单元，用于存储终端设备接收的和待发送的数据，提供给指令判定及数据读写单元和控制单元进行读写；

数字信号发送单元，用于在数字模式下接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元读出的数据，或在模拟模式下接收控制单元从数据存储单元读出的数据，并将接收的数据发送给信号转换电路；

控制单元，用于判定信号识别单元发送来的模拟信号是否为数字通信指令或其他模拟信号的输入信息；用于控制终端设备工作在数字模式或者模拟模式下，并控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元；还用于在模拟模式下对数据存储单元进行读写；

其中终端设备在一开机时就工作在模拟模式下，所述控制单元判断从信号识别单元接收的模拟信号是否为数字通信指令，是则获取到数字通信指令；所述控制单元在获取到数字通信指令时控制终端设备进入数字模式，因此控制单元是控制终端设备工作在数字模式和模拟模式的重要部分。

所述第二处理器包括指令生成模块和信号转发模块，其中：

指令生成模块，用于生成数字通信指令并发送给第一信号转换单元；

信号转发模块，用于从数字信号输入输出接口接收外部网络的数字信号并发送给第一信号转换单元，以及从第二信号转换单元接收终端设备发送过来的数字信号并通过数字信号输入输出接口转发给外部网络。

终端设备和信号转换装置在相互配合时，事先设定数字信号与模拟信号转换的对应关系、终端设备和信号转换的波特率，本实施例中将数字信号中的“0”对应为电压值范围为0-4V的模拟信号，“1”对应电压值范围为20-24V的模拟信号，这样，在数字模式下：在第一信号调理电路接收到0-4V的模拟信号时，信号识别单元便将模拟信号识别为数字信号“0”；在第一信号调理电路接收到20-24V的模拟信号时，信号识别单元便将模拟信号识别为数字信号“1”；再结合波特率便可得到一串数字信号(现有技术，本实施例中不再举例说明具体数字信号的得到方法)，反之，第二信号调理电路和信号转换电路配合在接收到数字信号时将生成0-4V的模拟信号代表“0”、生成20-24V的模拟信号代表“1”。

本实施例中的终端设备能够工作在两种模式下，数字模式和模拟模式，在数字模式下，控制单元控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元进入数字模式，接收信号时，模拟信号输入引脚接收的是2档电压值范围不同的模拟信号，模拟信号通过第一信号调理电路调理信号后发送给信号识别单元，信号识别单元将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元，指令判定及数据读写单元接收信号识别单元转换后的数字信号并响应；发送信号时，数字信号发送单元接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元中读取的数据，并发送给信号转换电路，信号转换电路将生成低电平范围的模拟信号并经第二信号调理电路调理为0-4V的模拟信号代表数字“0”、或者生成高电平范围的模拟信号并经第二信号调理电路调理为20-24V的模拟信号代表数字“1”，通过模拟信号输出引脚发送。在模拟模式下，控制单元控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元进入模拟模式，接收模拟信号时，模拟信号输入引脚接收的是模拟信号，模拟信号通过第一信号调理电路调理信号后发送给信号识别单元，信号识别单元不对模拟信号进行任何处理发送给控制单元，控制单元对接收到的模拟信号进行判断，如果是控制单元可识别的模拟信号输入信息，则识别此信息并执行，如果是数字通信指令，则进入数字模式；发送信号时，数字信号发送单元接收控制单元从数据存储单元中读取的数据，发送给数字信号发送单元，最后发送给信号转换电路，依次经第二信号调理电路调理、模拟信号输出引脚输出。

本实施例中，控制单元内部存储有设定特定形状的模拟信号作为数字通信指令，控制单元在接收到信号识别单元发送过来的信号时，均会与存储的数字通信指令进行比较，如果有相同指令，则认为是数字通信指令，进一步控制其他模块切换到数字模式。同样控制单元里也会存储其他不同形状模拟信号所代表的其他指令，在模拟模式下，控制单元将从信号识别单元收到的模拟信号与存储的所有指令做比较，如果有相同模拟信号信息，则执行该形状模拟信号做代表的功能。控制单元存储的为不同形状的模拟信号代表的指令。指令判定及数据读写单元里也会存储不同的数字信号所代表的指令，在数字模式下，指令判定及数据读写单元将从信号识别单元收到的数字信号与存储的指令做比较，如果有相同数字信号信息，则执行该数字信号做代表的功能。指令判定及数据读写单元存储的为不同的数字信号代表的指令。

如图3所示，数字模式下，终端设备将信号识别为11001010，在模拟模式下，终端设备将信号识别为频率变化的方波。

采用本实施例中的系统进行数字通信的方法，包括以下步骤：

S51、终端设备在开机时就进入模拟模式；

S52、信号转换装置发送特定形状模拟信号作为数字通信指令至终端设备，本实施例中，特定形状模拟信号包括但不限于锯齿波、三角波形状的与传输数据的模拟信号不同的模拟信号；

S53、终端设备接收步骤S52中信号转换装置发送的特定形状模拟信号，并判断是否为数字通信指令，如果是则所述终端设备进入数字模式，如果不是则对模拟信号不进行任何处理，也不响应该信号；

终端设备进入数字模式后，即在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

本实施例中，终端设备的开机工作状态是在模拟模式下，其接到数字通信指令后进入数字模式，其从模拟模式进入数字模式的时机如图4示，图4中阴影部分代表终端设备工作在数字模式下。

本实施例中各模块可以采用现有技术中的模块实现，本实施中不再赘述其具体结构和电路。

需要说明的是，本实施例中的终端设备可以只用于数字信号的发送或只用于数字信号的接收，也即单独使用本实施例中的数字信号的发送方法或数字信号的接收方法亦在本申请的保护范围内。

【实施例2】

本实施例中，还提供一种使用模拟信号引脚进行数字通信的系统，该系统与实施例1中的区别仅在于以下4点：

1、所述第一处理器内部各模块的工作方式不同：

信号识别单元，在数字模式下，用于将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元；在模拟模式下，对接收到的模拟信号不做转换，直接输出给控制单元；

指令判定及数据读写单元，用于在数字模式下对数据存储单元的数据进行读写，还用于判定信号识别单元输出的信号是否为数字通信指令，是则将该数字通信指令或生成新的数字通信指令发送给控制单元；

数据存储单元，用于存储终端设备接收的和待发送的数据，提供给指令判定及数据读写单元和控制单元进行读写；

数字信号发送单元，用于在数字模式下接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元读出的数据，或在模拟模式下接收控制单元从数据存储单元读出的数据，并将接收的数据发送给信号转换电路；

控制单元，用于控制终端设备工作在数字模式或者模拟模式下，并控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元；所述控制单元在从指令判定及数据读写单元获取到数字通信指令时控制终端设备进入或保持数字模式。

2、所述第一处理器还包括用于计时的计时单元；所述计时单元在终端设备开机后开始计时，并在计时结束时向控制单元发送计时结束通知，所述控制单元根据当前工作模式和该计时结束通知控制信号识别单元、指令判定及数据读写单元、数据存储单元和数字信号发送单元维持或切换通信模式。

3、终端设备一开机就工作在数字模式下，计时单元在终端设备开机后开始计时，如果计时周期内未收到数字通信指令则切换到模拟模式，如果收到数字通信指令则保持数字模式。

4、本实施例中，数字通信指令预先存储在指令判定及数据读写单元内部，指令判定及数据读写单元在接收到信号识别单元发送过来的信号时，均会与存储的数字通信指令进行比较，如果有相同指令，则认为是数字通信指令，进一步通知控制单元保持在数字模式。其他的数字模式和模拟模式下的指令存储和判定方式同实施例1，此处不再赘述。

终端设备和信号转换装置的其他各部件的功能、结构、工作方式均相同，不再赘述。

采用本实施例中的系统进行数字通信的方法，包括以下步骤：

S61、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时，在此时间段内终端设备保持数字模式；

S62、所述信号转换装置生成特定的数字信号作为数字通信指令或接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令(终端设备内预设有数字通信指令，通过比较识别出的数字信号可以判断接收的数字信号是否为数字通信指令)；

S63、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

本实施例的方法中，终端设备的开机工作状态是在数字模式下，其计时单元在终端设备开机后开始计时，在此时间段内终端设备保持数字模式，如果在设定的时间内接收到指定的数字通信指令，则终端设备将一直工作在数字模式，否则计时结束则转为模拟模式，其从数字模式进入模拟模式的时机如图5示，图5中阴影部分代表终端设备工作在数字模式下。

本实施例中，指令判定及数据读写单元内部存储的数字通信指令为数字信号指令，信号转换装置发送过来的数字信号指令可以为其自身产生的，也可以为其从外部网络接收的，因此，用户可以通过外部网络控制终端设备的工作模式。而终端设备启动以来一直工作在数字模式，因此其模拟输入引脚接收的必然是2档电压值范围不同的模拟信号，该信号被信号识别单元转化为数字信号，指令判定及数据读写单元在接收到信号识别单元发送过来的信号时，均会与存储的数字通信指令进行比较，如果相同，则认为是数字通信指令，进一步通知控制单元保持数字模式。

需要指出的是，本实施例中的使用模拟信号引脚进行数字通信的系统也适用于实施例1中的方法进行数字通信，只不过不适用计时模块和计时功能。

本实施例中的终端设备也可以只用于数字信号的发送或只用于数字信号的接收，也即单独使用本实施例中的数字信号的发送方法或数字信号的接收方法亦在本申请的保护范围内。

但实施例1-2中的信号转换电路将生成0-4V的模拟信号代表数字“0”、或者生成20-24V的模拟信号代表数字“1”时，可以但不限于：如图6所示，设定特定的值对应特定的电平代表“1”和“0”，例如数字信号发送单元输出8位十六进制数字信号“feH”经过信号转换电路和第二信号调理电路转换为20-24V的模拟信号代表数字“1”，“01H”转换为0-4V的模拟信号代表数字“0”，即：20-24V的模拟信号代表数字“1”，但其对应的数字信号发送单元输出的数据为“feH”；即0-4V的模拟信号代表数字“0”，但其对应的数字信号发送单元输出的数据为“01H”。

【实施例3】

在实施例1-2中，采用不同范围的电压幅值代表数字信号的“0”和“1”，在其他实施例中，也可以采用电流值范围不同的模拟信号代表数字信号的“0”和“1”，例如0-2mA代表“0”，18-20mA代表“1”，具体的实现方式同采用电压的方式。本实施例中，提供一种电流值范围不同的模拟信号代表数字信号的“0”和“1”的使用模拟信号引脚进行数字通信的系统和方法。

本实施例中的系统与实施例1或实施例2中的系统的主要区别在于以下几个模块：

第一信号转换单元，用于将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号并通过模拟信号输出接口发送给终端设备；第一信号转换单元将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号的具体方式为将接收到的数字信号中的“1”和“0”分别转换为2档电流值范围不同的模拟信号；

第二信号转换单元，用于将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号并发送给第二处理器；第二信号转换单元将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号的具体方式为将2档电流值范围不同的模拟信号对应转换为数字信号“1”和“0”。

第一信号调理电路，连接在模拟输入引脚与第一处理器之间，用于将模拟输入引脚接收的模拟信号进行调理后发送给第一处理器，第一信号调理电路的调理内容为将模拟输入引脚上的模拟信号调理为第一处理器识别范围内的电压，具体地：在模拟模式下，第一信号调理电路将模拟输入引脚上的模拟信号按比例缩放为第一处理器识别范围内的电压；在数字模式下，模拟输入引脚接收的信号为2档电流值范围不同的模拟信号，第一信号调理电路将模拟输入引脚接收的2档电流值范围不同的信号对应调理为第一处理器识别范围内的2档电压值不同的模拟信号；

第二信号调理电路，连接在信号转换电路与模拟输出引脚之间，用于对信号转换电路输出的模拟信号进行调理后，通过模拟输出引脚发送给信号转换装置的模拟信号输入接口。第二信号调理电路的调理内容为：在模拟模式下，将信号转换电路输出的连续电压按比例缩放为终端设备要求的标准电流；在数字模式下，第二信号调理电路将2档电压值范围不用的模拟信号调理为2档电流值范围不同的模拟信号。

终端设备和信号转换装置在相互配合时，事先设定数字信号与模拟信号转换的对应关系、终端设备和信号转换的波特率，此处，以设置两档电流值不同的模拟信号为例，将数字信号中的“0”对应为电流为0-2mA的模拟信号，“1”对应电流为18-20mA的模拟信号，这样，在数字模式下，第一信号调理电路在接收到0-2mA的模拟信号便将其调理为低电平的模拟信号、接收到18-20mA的模拟信号时便将其调理为高电平的模拟信号，信号识别单元将低电平模拟信号识别为数字信号“0”、高电平模拟信号识别为数字信号“1”，再结合波特率便可得到一串数字信号，反之，第二信号调理电路和信号转换电路在接收到数字信号时将生成0-2mA的模拟信号代表“0”、生成18-20mA的模拟信号代表“1”。

本实施例中的终端设备也能够工作在两种模式下，数字模式和模拟模式，在数字模式下，控制单元控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元进入数字模式，接收信号时，模拟信号输入引脚接收的是2档电流值范围不同的模拟信号，模拟信号通过第一信号调理电路调理信号后发送给信号识别单元，信号识别单元将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元，指令判定及数据读写单元接收信号识别单元转换后的数字信号并响应；发送信号时，数字信号发送单元接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元中读取的数据，并发送给信号转换电路，信号转换电路和第二信号调理电路将生成0-2mA的模拟信号代表数字“0”、生成18-20mA的模拟信号代表数字“1”，通过模拟信号输出引脚发送。

采用本实施例中的系统进行数字通信的方法，与实施例1或实施例2的区别也仅在以下几个步骤中有区别：

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，先通过第二信号调理电路调理为2档电流值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，再通过其模拟引脚将2档电流值范围不同的模拟信号发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

需要说明的是，本实施例中的终端设备可以只用于数字信号的发送或只用于数字信号的接收，也即单独使用本实施例中的数字信号的发送方法或数字信号的接收方法亦在本申请的保护范围内。

在其他实施例中，终端设备的接收通道和发射通道可以不必全部同时采用不同范围值的电压或电流代表数字信号的“0”和“1”，可以发射通道采用不同的电流代表数字信号的“0”和“1”，接收通道采用不同的电压代表数字信号的“0”和“1”，例如第一信号转换单元和第一信号调理电路适用于采用不同范围值的电压代表数字信号的“0”和“1”，信号转换电路、第二信号调理电路和第二信号转换单元适用于采用不同范围值的电流代表数字信号的“0”和“1”，反之也可以。

上述实施例1-3中所使用的第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一信号转换单元、第二信号转换单元可采用现有技术常用的电路，例如第一信号转换单元可采用晶体管开关电路、第二信号转换单元可采用运算放大电路等，本实施例中不再赘述其具体结构。

特别说明，在上述实施例1-3中，所述数字信号为广义的数字信号，其可以为pwm方波信号，也可以为标准数字信号即二进制数字信号。当采用标准数字信号时，信号转换电路可以采用数模转换器实现。当采用pwm方波信号时，信号转换电路可以采用pwm的滤波电路。无论采用pwm信号还是标准数字信号，将数字信号转换为模拟信号为本领域的常用技术，本实施例中不再提供具体电路以及具体转换方法。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，所述终端设备具有模拟输入引脚和模拟输出引脚，其特征在于，还包括信号转换装置，所述终端设备还包括第一处理器、信号转换电路、第一信号调理电路和第二信号调理电路，其中：

第一信号调理电路，用于将模拟输入引脚接收的模拟信号进行调理后发送给第一处理器；

第一处理器，用于接收第一信号调理电路发送的模拟信号，并在数字模式下，接收数据时，将接收到的模拟信号识别为数字信号；发送数据时，发送数字信号给信号转换电路；

信号转换电路，用于接收第一处理器发送的数字信号，并将数字信号转换为模拟信号发送给第二信号调理电路；

第二信号调理电路，用于对信号转换电路输出的模拟信号进行调理后，通过模拟输出引脚发送给信号转换装置的模拟信号输入接口；

所述第一处理器将接收到的模拟信号识别为数字信号具体为：将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；

所述信号转换电路在数字模式下将数字信号转换为模拟信号时，根据接收的数字信号生成2档电压值范围不同的模拟信号分别代表“1”和“0”；

所述第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下；

数字信号接收方法为：所述信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电流值或电压值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

数字信号发送方法为：所述终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

2.根据权利要求1所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，其特征在于，所述第一处理器包括：

信号识别单元，在数字模式下，用于将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元；在模拟模式下，对接收到的模拟信号不做转换直接输出给控制单元；

指令判定及数据读写单元，用于在数字模式下对数据存储单元的数据进行读写；

数据存储单元，用于存储终端设备接收的和待发送的数据，提供给指令判定及数据读写单元和控制单元进行读写；

数字信号发送单元，用于在数字模式下接收指令判定及数据读写单元从数据存储单元读出的数据，或在模拟模式下接收控制单元从数据存储单元读出的数据，并将接收的数据发送给信号转换电路；

控制单元，用于控制终端设备工作在数字模式或者模拟模式下，并控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元，还用于在模拟模式下对数据存储单元进行读写；

所述控制单元在获取到数字通信指令时控制终端设备进入数字模式或保持数字模式；所述控制单元获取到数字通信指令的方式为：

在模拟模式下，所述控制单元判断接收的模拟信号是否为数字通信指令，是则获取到数字通信指令；或

在数字模式下，所述指令判定及数据读写单元还用于判定信号识别单元输出的信号是否为数字通信指令，是则将该数字通信指令或生成新的数字通信指令发送给控制单元，所述控制单元接收到信号识别单元发送的数字通信指令时就获取到数字通信指令。

3.根据权利要求2所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，其特征在于，所述第一处理器还包括用于计时的计时单元；所述计时单元在终端设备开机后开始计时，并在计时结束时向控制单元发送计时结束通知，所述控制单元根据当前工作模式和该计时结束通知控制信号识别单元、数据存储单元和数字信号发送单元维持或切换通信模式。

4.使用模拟信号引脚进行数字通信的系统，包括权利要求1-3任一所述的终端设备，其特征在于，所述信号转换装置包括数字信号输入输出接口、模拟信号输入接口、模拟信号输出接口，其模拟信号输入接口能够连接终端设备的模拟输出引脚，其模拟输出接口能够连接终端设备的模拟输入引脚；

所述信号转换装置还包括第二处理器、第一信号转换单元、第二信号转换单元，其中：

第二处理器，与数字信号输入输出接口相连，用于通过第一信号转换单元向终端设备发送数字通信指令以及通过第二信号转换单元接收终端设备发送的信号；

第一信号转换单元，用于将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号并通过模拟信号输出接口发送给终端设备；第一信号转换单元将第二处理器发送的数字信号转换为模拟信号的具体方式为将接收到的数字信号中的“1”和“0”分别转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号；

第二信号转换单元，用于将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号并发送给第二处理器；第二信号转换单元将模拟信号输入接口接收的模拟信号转换为数字信号的具体方式为将2档电压值或电流值范围不同的模拟信号对应转换为数字信号“1”和“0”。

5.根据权利要求4所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的系统，其特征在于，所述第二处理器包括：

指令生成模块，用于生成数字通信指令并发送给第一信号转换单元；

信号转发模块，用于从数字信号输入输出接口接收外部网络的数字信号并发送给第一信号转换单元，以及从第二信号转换单元接收终端设备发送过来的数字信号并通过数字信号输入输出接口转发给外部网络。

6.使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法包括数字信号接收方法和/或数字信号发送方法，其中：

所述数字信号接收方法为：所述信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电流值或电压值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

所述数字信号发送方法为：所述终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

7.根据权利要求6所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，所述数字信号接收方法包括以下步骤：

S11、终端设备在开机时进入模拟模式；

S12、信号转换装置发送数字通信指令至终端设备；

S13、终端设备接收步骤S12中信号转换装置发送的数字通信指令，并跳转到步骤S14；

S14、所述终端设备进入数字模式，信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

所述数字通信指令为特定形状模拟信号。

8.根据权利要求6所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，所述数字信号接收方法包括以下步骤：

S21、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S22、所述信号转换装置生成数字通信指令或接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S23、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号，步骤S21和步骤S23中终端设备在数字模式下，数字信号接收方法为：所述信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应。

9.根据权利要求6所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，所述数字信号发送方法包括以下步骤：

S31、终端设备在开机时进入模拟模式；

S32、所述信号转换装置生成数字通信指令发送给终端设备；

S33、终端设备接收步骤S32中信号转换装置发送的数字通信指令并对其进行判定，当判定为数字通信指令时，终端设备进入数字模式，产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0” ，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；

S34、所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络；

所述数字通信指令为特定形状模拟信号。

10.根据权利要求6所述的使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，所述数字信号发送方法包括以下步骤：

S41、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S42、所述信号转换装置生成数字通信指令或者接收外部网络的数字信号，并将数字通信指令和数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S43、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号；步骤S43中终端设备在数字模式下，数字信号发送方法为：所述终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0” ，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；所述信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

11.使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法包括以下步骤：

S51、终端设备在开机时进入模拟模式；

S52、信号转换装置发送数字通信指令至终端设备，所述数字通信指令为特定形状模拟信号；

S53、终端设备接收步骤S52中信号转换装置发送的数字通信指令，所述终端设备进入数字模式；

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0” ，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

12.使用模拟信号引脚进行数字通信的方法，其特征在于，增设一个与外部网络进行数字通信的信号转换装置；所述方法具体包括以下步骤：

S61、终端设备启动后即进入数字模式，并进行计时；

S62、所述信号转换装置生成数字通信指令或接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号，并判断该数字信号是否为数字通信指令；

S63、所述终端设备在计时时间内判断是否接收到信号转换装置发送的数字通信指令，是则保持数字模式并结束计时，否则等待计时结束，如果计时结束时终端设备未接收到数字通信指令，则进入模拟模式；

所述数字通信指令为特定的数字信号；

在数字模式下，数字信号的接收方法为：信号转换装置接收外部网络的数字信号，并将数字信号中的“1”和“0”转换为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，以及改变通信的波特率为终端设备能识别的波特率后发送给终端设备；所述终端设备通过其模拟引脚接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并识别为数字信号响应；

在数字模式下，数字信号的发送方法为：终端设备产生或读取数字信号，并根据该数字信号通过信号转换电路生成2档电压值范围不同的模拟信号代表“1”和“0” ，并通过第二信号调理电路调理为2档电压值或电流值范围不同的模拟信号，通过其模拟引脚发送给信号转换装置；信号转换装置从终端设备接收2档电压值或电流值范围不同的模拟信号并转化为数字信号发送给外部网络。

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