CN111412630B - 一种通讯接口控制电路及空调机组 - Google Patents

一种通讯接口控制电路及空调机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通讯接口控制电路及空调机组，该控制电路包括：具有两个输出端的通讯芯片、通过切换模块连接在所述两个输出端上的上/下拉电阻、控制所述通讯芯片和切换模块工作状态的微处理器；所述切换模块包括开关切换电路，所述开关切换电路切断或接通所述上/下拉电阻与所述两个输出端。本发明可实现下位机根据需要将上/下拉电阻接入通讯电路中；在没有必要进行上/下拉电阻配置的时候可以不进行配置，这有效降低网络负载，保证了可接入下位机的节点数；在需要配置上/下拉电阻的时候，在保留极性翻转的同时，自适应上位机接口的上拉电阻配置，降低工程应用难度。

Description

一种通讯接口控制电路及空调机组
技术领域
本发明涉及通讯接口技术领域，特别涉及一种通讯接口控制电路及空调机组。
背景技术
目前，直接在芯片内部进行配置上/下拉电阻的方式时比较常用的，但该方式固化了必须接入的上/下拉电阻。对于通讯网络上位机本身而言，在已经接入上/下拉电阻的情况下，下位机节点还继续采用接入上/下拉电阻的方式则会增加此时整体电路硬件结构的负担。此外，如果此时多个下位机节点都接入上/下拉电阻，这样的作法相当于加大了网络负载，同时也降低了可接入的下位机的节点数。此时，我们希望在上位机已经应用了上/下拉电阻的情况下下位机则不必应用上/下拉电阻，同样的，在上位机没有应用上/下拉电阻的情况下下位机则需要应用上/下拉电阻。
因此，如何设计一种通讯接口控制电路使得下位机根据需要将上/下拉电阻接入通讯电路中业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中上下位机都采用接入上/下拉电阻方法使得网络负载加大的缺陷，本发明提出一种通讯接口控制电路及空调机组。该方法是通过优化下位机的接口电路，增加切换模块来实现上/下拉电阻是否接入通讯电路中，以避免加大网络负载。
本发明提出一种通讯接口控制电路，包括：具有两个输出端的通讯芯片、通过切换模块连接在所述两个输出端上的上/下拉电阻、控制所述通讯芯片和切换模块工作状态的微处理器；所述切换模块包括开关切换电路，所述开关切换电路切断或接通所述上/下拉电阻与所述两个输出端；
所述极性切换电路切换所述两个输出端的上/下拉电阻配置状态；
所述上/下拉电阻分别为单独配置给每个所述输出端的端口电阻；
所述极性切换电路包括：单独配置给每个所述端口电阻的第一切换开关、切换所述第一切换开关通断状态的第一开关管；
所述开关切换电路包括：单独配置给每个所述端口电阻的第二切换开关、切换所述第二切换开关闭合触点的第二开关管；
所述开关切换电路串联在所述上/下拉电阻与所述极性切换电路之间。
在本发明的实施例中，所述通讯芯片连接有用于外接的通讯接口，所述两个输出端通过引线接在所述通讯接口上。
在本发明的实施例中，所述端口电阻接地时作为下拉电阻，所述端口电阻接外接正电极时作为上拉电阻。
在本发明的实施例中，所述两个输出端中的一输出端通过下拉电阻接地、另一输出端通过上拉电阻接外接正电极。
在本发明的实施例中，所述开关切换电路串联在所述上/下拉电阻与所述极性切换电路之间。
在本发明的实施例中，所述第一开关管的控制端连接所述微处理器。
在本发明的实施例中，所述第一开关管同步切换所有所述第一切换开关的通断状态。
在本发明的实施例中，所述第二切换开关的一触点接地、另一触点接外接正电极，所述第二开关管的控制端连接所述微处理器。
在本发明的实施例中，所述第二开关管同步切换所有所述第二切换开关的通断状态。
在本发明的实施例中，所述第二开关管的控制端与所述通讯芯片的极性转换端并联设置。
在本发明的实施例中，所述微处理器检测所述通讯芯片和其连接的外部设备之间的通讯状态，在通讯异常时依次改变所述开关切换电路和所述极性切换电路的工作状态直至通讯正常。
在本发明的实施例中，相邻两次改变工作状态之间的间隔时间为预设时间T。
在本发明的实施例中，所述微处理器在所述控制电路初次上电时切断所述
上/下拉电阻与所述两个输出端。
本发明还提出一种空调机组，空调机组采用上述通讯接口控制电路。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：下位机可根据需要将上/下拉电阻接入通讯电路中；在没有必要进行上/下拉电阻配置的时候可以不进行配置，这有效降低网络负载，保证了可接入下位机的节点数；在需要配置上/下拉电阻的时候，在保留极性翻转的同时，自适应上位机接口的上拉电阻配置，降低工程应用难度。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的控制电路示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。其中，相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似的元件；针对电路中诸如连接电阻改变电流/电压适配等惯常操作，本领域的技术人员很容易理解，具体实施例中不做描述。下面通过参考附图描述的实施例是示意性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明实施例中，一种通讯接口控制电路，包括：微处理器、切换模块、通讯芯片模块，其中，微处理器连接通讯芯片模块和切换模块，通讯芯片模块连接切换模块。具体的在本发明的实施例中，通讯芯片模块包括具有两个输出端的通讯芯片。其中，两个输出端分别为第一输出端和第二输出端，第一输出端连接第一端口电阻、第二输出端连接第二端口电阻。第一端口电阻和第二端口电阻接地时作为下拉电阻，接外接电源时作为上拉电阻。两个输出端还连接用于外接上位机的通讯接口。
在本发明的实施例中，切换模块包括开关切换电路和极性切换电路。其中，极性切换电路包括第一切换开关和切换第一切换开关通断状态的第一开关管，开关切换电路包括第二切换开关和切换第二切换开关闭点触合的第二开关管。开关切换电路分别连接第一端口电阻和第二端口电阻的一端，所述第一端口电阻和第二端口电阻的另一端分别连接所述通讯模块的两个不同输出端和外接通讯接口。
本发明实施例的第一切换开关和第二切换开关可以是继电器，或者是多个继电器组成的开关，也可以是MOS管搭电路。
在一实施例中，第一切换开关为继电器K1、第二切换开关为继电器K2。继电器K1的电磁触点1、切换触点5、切换触点8接外接正电极；继电器K1的切换触点6、7接地，继电器K1的固定触点3和4分别交错接入继电器K2的固定触点4和3；继电器K2的电磁触点2连接外接正电极；继电器K2的切换触点5、7连接第一端口电阻R4和第二端口电阻R76；继电器K2的切换触点6和8不接入电路。其中，继电器K1和K2的作用是通过切换第一端口电阻R4和第二端口电阻R76接入通讯电路，并且利用继电器K1和K2的切换触点的吸合与断开来达到选择不同的电路通路的目的，从而实现上/下拉的功能，以灵活应对极性的变化。
在一实施例中，第一开关管为第一三极管Q1、第二切开关管为第二三极管Q2。第一三极管Q1的发射极3连接继电器K1的电磁触点2，第二三极管Q2的发射极3连接继电器K2的电磁触点1；第一三极管Q1的集电极2和第二三极管Q2的集电极接地。
在一实施例中，微处理器为MCU（单片机）。MCU连接第一三极管Q1的基极1和第二三极管Q2的基极1；MCU连接第二三极管Q1的基极1。其中，第一开关管和第二开关管直接受控于MCU，并作用于继电器K1和K2的电磁驱动以控制其切换触点吸合与断开。而初次上电时MCU通过RES_CTRL信号控制第二三极管的通断以控制继电器K2的状态。
在一实施例中，通讯芯片模块中的通讯芯片为无极性485通讯芯片U9的引脚4 D连接数据输入端RS485_2_TXD；通讯芯片U9的引脚1R连接数据输出RS485_2_RXD；通讯芯片U9的引脚3DE连接RS485_2_DE；通讯芯片U9的引脚5GND接地；通讯芯片U9的引脚6A连接外接通讯接口COM3和第一端口电阻R4；第一端口电阻R4进一步连接继电器K1的切换触点5；通讯芯片U9的引脚7B连接通外接讯接口COM3和第二端口电阻R76；第二端口电阻R76进一步连接继电器K1的切换触点7；通讯芯片U9的引脚8VCC连接外接正电极；通讯芯片U9的引脚2INV连接第一三极管Q1的基极1和MCU。其中，通讯芯片U9将单端信号转换为差分信号，并通过A\B管脚发送出去。此外，通讯芯片U9还有一个极性翻转引脚2INV，当引脚2INV输入高电平时，A\B极性翻转。MCU可通过检测分析机组的通讯状态，并根据分析结果给出控制信号RS485_2_INV控制通讯芯片U9的引脚2INV的电平状态以作使能判定。
在本发明的实施例中，上述控制电路的控制过程如下：
微处理器检测分析下位机是否与上位机正常通讯，当通讯不正常时，每隔预设时间T通讯芯片的两个输出端将会进行工作状态的改变，通讯正常时切换模块保持当前状态。
如果发生不正常通讯，第一开关管受控于微处理器并作用于第一切换开关，如果通讯依旧无法正常，那么微处理器通过第一开关管接通上/下拉电阻与两个输出端，并通过第二开关管的导通来控制第二切换开关的闭合。
第二切换开关的闭合状态有两种，第一种是通讯芯片的两个输出端极性为正，此时：
第一开关管关断；第一切换开关处于断开状态；第一端口电阻通过开关极性切换电路接入到正电极，第二端口电阻通过极性切换电路接地，从而实现正确的上/下拉配置。
第二种通讯芯片的两个输出端极性为反，此时：
第一开关管导通；第一切换开关处于闭合状态；第一端口电阻通过极性切换电路接地，第二端口电阻通过极性切换电路接入到正电极，从而实现正确的上/下拉配置。
较优的，初次上电时，微处理器直接作用于第二开关管使其关断，从而使得第二切换开关断开，导致第一端口电阻和第二端口电阻未接入通讯网络。
本发明的微处理器在无法和外界通讯的情况下可通过控制通讯芯片模块中
通讯芯片的通讯接口的极性以适应外部接线，可达到灵活配置的目的，并且确保了不同通讯接口极性下都有正确上/下拉电阻的配置。
在一实施例中，下位机为空调机组，在具体的实现中控制过程为：
初次上电时，MCU通过RES_CTRL信号控制第二三极管Q2的关断以控制继电器K2的驱动继电器不吸合，使得上/下拉电阻R4/R76分别接入继电器K2的切换触点6和8，此时上/下拉电阻R4/R76并未接入通讯网络。
MCU检测分析当前空调机组是否与上位机正常通讯，当通讯不正常时，那么每隔3s将会进行通讯A\B极性的翻转，即MCU根据分析结果给出控制信号RS485_2_INV来控制通讯芯片U9的引脚2INV的电平状态以作使能判定，继而进一步控制通讯芯片U9的A\B极性翻转，通讯正常时切换模块保持当前状态。
如果发生不正常通讯，第一三极管Q1的导通与关断受控于MCU，进而实现切换模块中继电器K1的电磁驱动的吸合与断开。如果通讯依旧无法正常，MCU控制继电器K1的电磁驱动的吸合，并通过第二三极管Q2的通断来控制继电器K2的电磁驱动的吸合，继电器K2的电磁驱动吸合后，上/下拉电阻R4/R76通过交错相连的继电器K1和K2被接入到继电器K1。MCU通过控制信号RS485_2_INV来控制通讯芯片U9的引脚2INV的电平变化，进而引起第一三极管Q1的导通与关断来实现继电器K1的电磁驱动的吸合与断开，此时相当于为通讯电路增加了上/下拉电阻的配置。
继电器K2的闭合状态有两种，第一种是通讯芯片U9的引脚2INV输入为低电
平时，通讯芯片U9的A\B极性为正。此时：
第一三极管Q1不导通；继电器K1的电磁驱动处于断开状态；上拉电阻R4通过继电器K1的切换触点8接入到正电极，下拉电阻R76通过继电器K1的切换触点6接地，从而实现正确的上/下拉配置。
第二种是通讯芯片U9的引脚2INV输入为高电平时，通讯芯片U9的A\B极性为反。此时：
第一三极管Q1导通；继电器K1的电磁驱动处于吸合状态；下拉电阻R4通过
继电器K1的切换触点7接地，上拉电阻R76通过继电器K1的切换触点5接入到正电极，从而亦实现正确的上/下拉配置。
本发明的MCU在无法和外界通讯的情况下可通过控制通讯芯片U9的引脚2INV的电平高低来调整通讯接口的极性以适应外部接线，可达到灵活配置的目的，并且确保了不同通讯接口极性下都有正确上/下拉电阻的配置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限制，术语“连接”、“接”、“包括”、“步骤”应当做为广义的理解，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。并且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同予以限定。

Claims (13)

1.一种通讯接口控制电路，包括：具有两个输出端的通讯芯片、通过切换模块连接在所述两个输出端上的上/下拉电阻、控制所述通讯芯片和切换模块工作状态的微处理器；其特征在于，所述切换模块包括开关切换电路和极性切换电路，所述开关切换电路切断或接通所述上/下拉电阻与所述两个输出端；
所述极性切换电路切换所述两个输出端的上/下拉电阻配置状态；
所述上/下拉电阻分别为单独配置给每个所述输出端的端口电阻；
所述极性切换电路包括：单独配置给每个所述端口电阻的第一切换开关、切换所述第一切换开关通断状态的第一开关管；
所述开关切换电路包括：单独配置给每个所述端口电阻的第二切换开关、切换所述第二切换开关闭合触点的第二开关管；
所述开关切换电路串联在所述上/下拉电阻与所述极性切换电路之间。
2.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述通讯芯片连接有用于外接的通讯接口，所述两个输出端通过引线接在所述通讯接口上。
3.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述端口电阻接地时作为下拉电阻，所述端口电阻接外接正电极时作为上拉电阻。
4.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述两个输出端中的一输出端通过下拉电阻接地、另一输出端通过上拉电阻接外接正电极。
5.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述第二开关管的控制端连接所述微处理器。
6.根据权利要求5所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述第二开关管同步切换所有所述第二切换开关的通断状态。
7.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述第一切换开关的一触点接地、另一触点接外接正电极，所述第一开关管的控制端连接所述微处理器。
8.根据权利要求7所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述第一开关管同步切换所有所述第一切换开关的通断状态。
9.根据权利要求7所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述第一开关管的控制端与所述通讯芯片的极性转换端并联设置。
10.根据权利要求1所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述微处理器检测所述通讯芯片和其连接的外部设备之间的通讯状态，在通讯异常时依次改变所述开关切换电路和所述极性切换电路的工作状态直至通讯正常。
11.根据权利要求10所述的通讯接口控制电路，其特征在于，相邻两次改变工作状态之间的间隔时间为预设时间T。
12.根据权利要求10所述的通讯接口控制电路，其特征在于，所述微处理器在所述控制电路初次上电时切断所述上/下拉电阻与所述两个输出端。
13.一种空调机组，其特征在于，采用权利要求1至12任一项所述的通讯接口控制电路。
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