CN110554729A - 阀岛总线单线数据传输的控制电路和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阀岛总线单线数据传输的控制电路，包括：NPN三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2；电阻R1的一端接正电压VCC1，另一端接二极管D1的阳极和D2的阳极；二极管D2的阴极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接阀岛内一个控制器的一个发送端口；二极管D1的阴极接电阻R2的一端，并连接阀岛内部总线中的一根数据线FUN；电阻R2的另一端接电阻R3的一端和三极管Q1的基极，电阻R3另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接阀岛内所述一个控制器的一个接收端口。本发明减少了数据线数量，提高了抗干扰能力。

Description

阀岛总线单线数据传输的控制电路和控制方法
技术领域
本发明涉及阀岛内部总线，尤其是一种单线数据传输的控制电路和控制方法。
背景技术
阀岛是一种集合工业通讯与控制为一体的产物，阀岛的高速总线在向外传递信息的时候，也需要通过高速的内部总线将获取的数据尽可能及时的传递到控制器上；
目前阀岛内部的总线实现方法主要分为两类，一种以并行总线，RS485总线、CAN总线等为代表的外部总线结构，他们的抗干扰能力强，但是总线为了保证稳定性，速度都不快，另外一种是以UART、SPI,FSMC、PCIE为代表的内部总线，其速度都在1M以上，但是稳定性一般，易受制作工艺与外部环境的影响，同时占用从站设备的IO数多，影响整体结构的布局。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种阀岛总线单线数据传输的控制电路和控制方法，能够将阀岛内部总线的数据线根数减少一半，提高挂载阀岛内从站设备的数量，并增强抗干扰能力。本发明采用的技术方案是：
一种阀岛总线单线数据传输的控制电路，包括：NPN三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2；
电阻R1的一端接正电压VCC1，另一端接二极管D1的阳极和D2的阳极；二极管D2的阴极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接阀岛内一个控制器的一个发送端口；
二极管D1的阴极接电阻R2的一端，并连接阀岛内部总线中的一根数据线FUN；电阻R2的另一端接电阻R3的一端和三极管Q1的基极，电阻R3另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接阀岛内所述一个控制器的一个接收端口。
进一步地，所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，还包括防静电ESD二极管D3；防静电ESD二极管D3的阴极接二极管D1阴极，D3的阳极接地。
进一步地，所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，还包括压敏电阻R5；压敏电阻R5的一端接电阻R2一端，另一端接地。
进一步地，正电压 VCC1为5v～24v。
更进一步地，正电压 VCC1为12v～24v。
一种阀岛总线单线数据传输的控制方法，包括：
发送模式时，总控制器接收端口的数据被屏蔽，发送端口低电平时，三极管Q2关断，数据线FUN被正电压VCC1上拉为高电平；发送端口高电平时，三极管Q2导通，从而数据线FUN被拉低为低电平；
接收模式时，总控制器发送端口不发送数据；数据线FUN为高电平时，三极管Q1导通，总控制器接收端口得到低电平，数据线FUN为低电平时，三极管Q1关断，总控制器接收端口得到高电平。
进一步地，如果内部总线上没有数据，总控制器在发送模式时，同时打开接收模式，从三极管Q1集电极验证发送的数据。
进一步地，总控制器接收端口内置或外接上拉电阻。
本发明的优点：通过一根数据线即可实现数据传输，大大减少了阀岛内部总线的数据线根数，且抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明的电原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1显示了一种阀岛总线单线数据传输的控制电路（以下简称控制电路）；
包括：NPN三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2；更优地还可以包括防静电ESD二极管D3、压敏电阻R5；
电阻R1的一端接正电压VCC1，另一端接二极管D1的阳极和D2的阳极；二极管D2的阴极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接阀岛内一个控制器（总控制器或者从站设备的控制器）的一个发送端口；
二极管D1的阴极接电阻R2的一端，并连接阀岛内部总线中的一根数据线FUN；电阻R2的另一端接电阻R3的一端和三极管Q1的基极，电阻R3另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接阀岛内所述一个控制器的一个接收端口；
防静电ESD二极管D3的阴极接二极管D1阴极，D3的阳极接地；
压敏电阻R5的一端接电阻R2一端，另一端接地。防静电ESD二极管D3和压敏电阻起到防静电和防止过压作用；
阀岛内的总控制器通过上述一个控制电路连接内部总线中某一根数据线，需要挂载的从站设备通过上述相同结构的另一个控制电路连接到同一根数据线，总控制器就能够通过单根数据线与从站设备通信；
总控制器对于数据传输的控制方法如下：
该控制方法采用异步数据收发方式；
发送模式时，总控制器接收端口的数据被屏蔽（通过软件设定屏蔽），发送端口低电平时，三极管Q2关断，数据线FUN被正电压VCC1上拉为高电平；发送端口高电平时，三极管Q2导通，从而数据线FUN被拉低为低电平；
接收模式时，总控制器发送端口不发送数据；数据线FUN为高电平时，三极管Q1导通，总控制器接收端口得到低电平，数据线FUN为低电平时，三极管Q1关断，总控制器接收端口得到高电平；总控制器接收端口可内置上拉电阻，或外接一上拉电阻；
并且，如果内部总线上没有数据，总控制器在发送模式时，同时打开接收模式，则可以从三极管Q1集电极验证发送的数据；在正常情况下，主控制器发“1”则反馈的是“1”，发“0”则反馈的是“0”；
本发明主要有两大改进：
一是将同步数据传输方式改为异步数据传输方式，控制器上一组收发端口通过该控制电路后只需要采用一根数据线进行收发；对于内部总线来说，减少了一半的数据线；内部总线上可挂载多达数十个从站设备（起码二十个以上），提高了挂载从站设备的数量；
二是大大提高了抗干扰能力；对于主控制器和从站设备的控制器而言，正电压VCC1可以从常规的5v提高至12v甚至24v，而控制器本身的收发端口不受影响，该控制电路还起到了接口电路的作用；提高正电压 VCC1可以提高数据线上的电压，增强抗干扰性能。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
包括：NPN三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2；
电阻R1的一端接正电压VCC1，另一端接二极管D1的阳极和D2的阳极；二极管D2的阴极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接阀岛内一个控制器的一个发送端口；
二极管D1的阴极接电阻R2的一端，并连接阀岛内部总线中的一根数据线FUN；电阻R2的另一端接电阻R3的一端和三极管Q1的基极，电阻R3另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接阀岛内所述一个控制器的一个接收端口。
2.如权利要求1所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
还包括防静电ESD二极管D3；防静电ESD二极管D3的阴极接二极管D1阴极，D3的阳极接地。
3.如权利要求1所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
还包括压敏电阻R5；压敏电阻R5的一端接电阻R2一端，另一端接地。
4.如权利要求1所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
正电压 VCC1为5v～24v。
5.如权利要求1所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
正电压 VCC1为12v～24v。
6.如权利要求1所述的阀岛总线单线数据传输的控制电路，其特征在于，
总控制器接收端口内置或外接上拉电阻。
7.一种阀岛总线单线数据传输的控制方法，其特征在于，包括：
发送模式时，总控制器接收端口的数据被屏蔽，发送端口低电平时，三极管Q2关断，数据线FUN被正电压VCC1上拉为高电平；发送端口高电平时，三极管Q2导通，从而数据线FUN被拉低为低电平；
接收模式时，总控制器发送端口不发送数据；数据线FUN为高电平时，三极管Q1导通，总控制器接收端口得到低电平，数据线FUN为低电平时，三极管Q1关断，总控制器接收端口得到高电平。
8.如权利要求7所述的阀岛总线单线数据传输的控制方法，其特征在于，
如果内部总线上没有数据，总控制器在发送模式时，同时打开接收模式，从三极管Q1集电极验证发送的数据。
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