CN110196827A - 基于电源线连接的mcu低频通讯电路及其通讯方法 - Google Patents

基于电源线连接的mcu低频通讯电路及其通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于电源线连接的MCU低频通讯电路及其通讯方法，包括内部设有MCU1的第一部件和内部设有MCU2的第二部件，为MCU1和MCU2供电的电源，在MCU1的控制信号输出端PIN2连接有控制开关K1，由MCU1输出的不同的控制信号控制闭合或断开，最终通过MCU2的电源检测端PIN18获得MCU1发出的带有编码的控制信号，并在MCU2中解释出来；同时，在MCU2的控制信号输出端PIN2连接有控制开关K2，由MCU2输出的不同的控制信号控制闭合或断开，在开、合的过程中会在检测电阻R上产生一个波动的电流，再通过MCU1的电流检测端获得MCU2发出的带有编码的控制信号，并在MCU1中解释出来。本发明可达到两部件间在无固有口线连接时，仅通过电源线连接即可实现两部件间简单的低频通讯，电路结构简单，易于实现。

Description

基于电源线连接的MCU低频通讯电路及其通讯方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体地说，是涉及基于电源线连接的MCU低频通讯电路及其通讯方法。
背景技术
在现在的智能电子产品中，往往采用一颗或多颗MCU进行控制，MCU之间的通讯方式总体分为两类：串行通信、并行通信。串行通信指数据一位一位地顺序传送，通过串口实现通信，如I2C、SPI、UART等，并行通信指一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，但所有的这些通讯，都通过MCU的固有口线互相连接，实现两者之间的通信。
在两颗MCU之间没有口线连接，仅通过电源线连在一起的情况下，如何实现两颗MCU通讯则成为难题，基于此种情况，本发明特设计一套软硬件电路，实现通过电源的正负极连接进行通讯，解决本难题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于电源线连接的MCU低频通讯电路及其通讯方法，解决上述提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
基于电源线连接的MCU低频通讯电路，包括第一部件，第二部件，设置在第一部件中的控制部件MCU1，设置在第二部件中的控制部件MCU2，为MCU1 和MCU2供电的电源，用于MCU1向MCU2发送通讯信号的第一通讯电路，以及用于MCU2向MCU1发送通讯信号的第二通讯电路；
所述第一通讯电路包括控制端与MCU1的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K1，以及串联后一端接在控制开关K1的输出端、另一端接地的检测电阻R1和电阻R2，所述MCU2的电源检测端PIN18连接在电阻R1和电阻R2之间，所述电阻R1与控制开关K1的输出端连接，所述控制开关K1的输入端、MCU1和MCU2的电源正极输入端PIN20均与电源的正端VCC连接，所述MCU1的接地端与电源S的负端GND连接。
进一步的，所述第二通讯电路包括一端与电源负端GND连接、另一端与MCU2的接地端连接的检测电阻R，控制端与MCU2的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K2，以及一端接地、另一端连接在控制开关K2的输出端上的负载电阻RL，所述控制开关K2的输入端与控制开关K1的输出端连接，所述电阻R的两端分别与MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12连接。
本发明设计了在交流、直流供电时两种不同的电源连接方式，分别如下：
第一种
当电源为直流电源时，电源设置有两个，分别为向MCU1供电的直流电源S1和向MCU2供电的直流电源S2，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有稳压电路，所述控制开关K1的输入端与直流电源S1的正端VCC连接，所述控制开关K1的输出端与控制开关K2的输入端之间设置有二极管D。
第二种
当电源为交流电源时，电源为向MCU1和MCU2供电的交流电源S3，所述MCU2的电源正极输入端连接在控制开关K1的输出端和控制开关K2的输入端之间，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有整流滤波稳压电路，所述控制开关K1的输出端与电阻R1之间设置有二极管D。
基于上述通讯电路，本发明还提供了该通讯电路的通讯方法，包括如下步骤：
（A）根据不同的电源供电，接通相应的电源，使电路连通；
（B）MCU1向MCU2发送通讯信息的过程如下：
（b1）MCU1通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K1的断开或闭合，从而控制电阻R1和电阻R2的断开或连通；
（b2）通过MCU2的电源检测端PIN18获取MCU1的控制信号并解释出编码指令；
（C）MCU2向MCU1发送通讯信息的过程如下：
（c1）MCU2通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K2的断开或闭合，从而控制负载电阻RL的断开或连通；
（c2）控制信号通过MCU2的接地端传输到检测电阻R，再通过MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12获取MCU2的控制信号并解释出编码指令。
进一步的，在所述步骤（b1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K1断开，电阻R1和电阻R2无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K1闭合，电阻R1和电阻R2有电流通过，呈连通状态。
进一步的，在所述步骤（c1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K2断开，负载电阻RL无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K2闭合，负载电阻RL有电流通过，呈连通状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过电源线连接内部设有MCU1的第一部件和内部设有MCU2的第二部件，在MCU1的控制信号输出端连接有控制开关K1，由MCU1输出的不同的控制信号控制闭合或断开，最终通过MCU2的电源检测端获得MCU1发出的带有编码的控制信号，并在MCU2中解释出来；同时，在MCU2的控制信号输出端连接有控制开关K2，由MCU2输出的不同的控制信号控制闭合或断开，在断开和闭合的过程中会在检测电阻R上产生一个波动的电流，再通过MCU1的电流检测端获得MCU2发出的带有编码的控制信号，并在MCU1中解释出来，本发明可达到两部件间在无固有口线连接时，仅通过电源线连接即可实现两部件间简单的低频通讯，且通讯不受供电电源的限制，在直流或者交流时均可进行通讯，电路结构简单，易于实现。
（2）本发明在直流供电时，控制开关K1的输出端与控制开关K2的输入端之间设置有二极管D，利用二极管的单向导通特性，避免在控制开关K1断开时直流电源S2对电阻R1和电阻R2供电，使MCU2接收到的控制信号出现错误，从而提高通讯信息的准确性。
附图说明
图1为本发明在直流供电时的通讯电路原理图。
图2为本发明在交流供电时的通讯电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
本发明公开的基于电源线连接的MCU低频通讯电路，可用于在两部件间只有电源线互相连接时，实现两部件之间的通讯。
下面详细介绍本发明的设计方案。
首先介绍通讯电路的电路结构。如图1所示，本发明所设计的通讯电路包括第一部件，第二部件，设置在第一部件中的控制部件MCU1，设置在第二部件中的控制部件MCU2，为MCU1 和MCU2供电的电源，用于MCU1向MCU2发送通讯信号的第一通讯电路，以及用于MCU2向MCU1发送通讯信号的第二通讯电路；
所述第一通讯电路包括控制端与MCU1的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K1，以及串联后一端接在控制开关K1的输出端、另一端接地的检测电阻R1和电阻R2，所述MCU2的电源检测端PIN18连接在电阻R1和电阻R2之间，所述电阻R1与控制开关K1的输出端连接，所述控制开关K1的输入端、MCU1和MCU2的电源正极输入端PIN20均与电源的正端VCC连接，所述MCU1的接地端与电源S的负端GND连接。
进一步的，所述第二通讯电路包括一端与电源负端GND连接、另一端与MCU2的接地端连接的检测电阻R，控制端与MCU2的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K2，以及一端接地、另一端连接在控制开关K2的输出端上的负载电阻RL，所述控制开关K2的输入端与控制开关K1的输出端连接，所述电阻R的两端分别与MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12连接。
在本实施例中，低频通讯可以在交流供电时进行，也可以在直流供电时进行，因此，本发明设计了在交流、直流供电时两种不同的电源连接方式，分别如下：
如图1所示，当电源为直流电源时，电源设置有两个，分别为向MCU1供电的直流电源S1和向MCU2供电的直流电源S2，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有稳压电路，所述控制开关K1的输入端与直流电源S1的正端VCC连接，所述控制开关K1的输出端与控制开关K2的输入端之间设置有二极管D。
如图2所示，当电源为交流电源时，电源为向MCU1和MCU2供电的交流电源S3，所述MCU2的电源正极输入端连接在控制开关K1的输出端和控制开关K2的输入端之间，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有整流滤波稳压电路，所述控制开关K1的输出端与电阻R1之间设置有二极管D。
接着分别介绍利用第一通讯电路和第二通讯电路实现MCU1和MCU2之间相互通讯的通讯方法，包括如下步骤：
（A）根据不同的电源供电，接通相应的电源，使电路连通；
（B）MCU1向MCU2发送通讯信息的过程如下：
（b1）MCU1通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K1的断开或闭合，从而控制电阻R1和电阻R2的断开或连通；
（b2）通过MCU2的电源检测端PIN18获取MCU1的控制信号并解释出编码指令；
（C）MCU2向MCU1发送通讯信息的过程如下：
（c1）MCU2通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K2的断开或闭合，从而控制负载电阻RL的断开或连通；
（c2）控制信号通过MCU2的接地端传输到检测电阻R，再通过MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12获取MCU2的控制信号并解释出编码指令。
进一步的，在所述步骤（b1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K1断开，电阻R1和电阻R2无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K1闭合，电阻R1和电阻R2有电流通过，呈连通状态；在电阻R1和电阻R2的断开或连通的过程中会产生一个波动的电流，通过MCU2的电源检测端以电流值检测的方式接收MCU1发送过来的通讯信号。
进一步的，在所述步骤（c1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K2断开，负载电阻RL无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K2闭合，负载电阻RL有电流通过，呈连通状态；在负载电阻RL的断开或连通的过程中会产生一个波动的电流，通过MCU1的电流检测端以电流值检测的方式接收MCU2发送过来的通讯信号。
在同一产品的两个部件中，各设有MCU，在本实施例中，第一部件中的控制部件为MCU1，第二部件中的控制部件为MCU2，通过第一通讯电路实现MCU1向MCU2发送编码指令的过程，通过第二通讯电路实现MCU2向MCU1发送编码指令的过程，本发明中MCU1和MCU2端口的功能由加载在其内部芯片的程序定义，在两者相互通讯交流的过程中，利用二极管D的单向导通特性，避免在直流供电且控制开关K1断开时直流电源S2对电阻R1和电阻R2供电，使MCU2接收到的控制信号出现错误，本发明通过上述设计，可达到两部件间在无固有口线连接时，仅通过电源线连接即可实现两部件间简单的低频通讯，电路结构简单，易于实现。
本发明采用的稳压电路和整流滤波稳压电路均为现有技术，本领域技术人员查阅相关资料即可获知，上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于电源线连接的MCU低频通讯电路，其特征在于，包括第一部件，第二部件，设置在第一部件中的控制部件MCU1，设置在第二部件中的控制部件MCU2，为MCU1 和MCU2供电的电源，用于MCU1向MCU2发送通讯信号的第一通讯电路，以及用于MCU2向MCU1发送通讯信号的第二通讯电路；
所述第一通讯电路包括控制端与MCU1的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K1，以及串联后一端接在控制开关K1的输出端、另一端接地的检测电阻R1和电阻R2，所述MCU2的电源检测端PIN18连接在电阻R1和电阻R2之间，所述电阻R1与控制开关K1的输出端连接，所述控制开关K1的输入端、MCU1和MCU2的电源正极输入端PIN20均与电源的正端VCC连接，所述MCU1的接地端与电源S的负端GND连接。
2.根据权利要求1所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路，其特征在于，所述第二通讯电路包括一端与电源负端GND连接、另一端与MCU2的接地端连接的检测电阻R，控制端与MCU2的控制信号输出端PIN2连接的控制开关K2，以及一端接地、另一端连接在控制开关K2的输出端上的负载电阻RL，所述控制开关K2的输入端与控制开关K1的输出端连接，所述电阻R的两端分别与MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12连接。
3.根据权利要求2所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路，其特征在于，当电源为直流电源时，电源设置有两个，分别为向MCU1供电的直流电源S1和向MCU2供电的直流电源S2，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有稳压电路，所述控制开关K1的输入端与直流电源S1的正端VCC连接，所述控制开关K1的输出端与控制开关K2的输入端之间设置有二极管D。
4.根据权利要求2所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路，其特征在于，当电源为交流电源时，电源为向MCU1和MCU2供电的交流电源S3，所述MCU2的电源正极输入端连接在控制开关K1的输出端和控制开关K2的输入端之间，且在MCU1和 MCU2的电源正极输入端PIN20均设置有整流滤波稳压电路，所述控制开关K1的输出端与电阻R1之间设置有二极管D。
5.如权利要求1~4任一项所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路的通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：
（A）根据不同的电源供电，接通相应的电源，使电路连通；
（B）MCU1向MCU2发送通讯信息的过程如下：
（b1）MCU1通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K1的断开或闭合，从而控制电阻R1和电阻R2的断开或连通；
（b2）通过MCU2的电源检测端PIN18获取MCU1的控制信号并解释出编码指令；
（C）MCU2向MCU1发送通讯信息的过程如下：
（c1）MCU2通过控制信号输出端PIN2输出带有编码的控制信号，该控制信号用于驱动控制开关K2的断开或闭合，从而控制负载电阻RL的断开或连通；
（c2）控制信号通过MCU2的接地端传输到检测电阻R，再通过MCU1的两个电流检测端PIN11、PIN12获取MCU2的控制信号并解释出编码指令。
6.根据权利要求5所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路的通讯方法，其特征在于，在所述步骤（b1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K1断开，电阻R1和电阻R2无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K1闭合，电阻R1和电阻R2有电流通过，呈连通状态。
7.根据权利要求5所述的基于电源线连接的MCU低频通讯电路的通讯方法，其特征在于，在所述步骤（c1）中，当控制信号为低电平时，控制开关K2断开，负载电阻RL无电流通过，呈断开状态；当控制信号为高电平时，控制开关K2闭合，负载电阻RL有电流通过，呈连通状态。
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