CN112698605A - 一种多节点通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种多节点通讯电路，该通讯电路的控制芯片在确定主机通讯电路发送第一数据时，控制各从机通讯电路的发送端置高，以使主机通讯电路通过公共端口向各从机通讯电路发送第一数据，且在主机发送第一数据完成后，控制主机通讯电路的发送端置高；针对每一从机通讯电路，在确定该从机发送第二数据时，控制主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过公共端口向主机通讯电路发送第二数据，且在该从机发送第二数据完成后，控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高，从而应用本申请实施例提高的技术方案能够降低多节点通讯电路设计的复杂性。
Description
技术领域
本申请涉及通讯技术领域，具体而言，涉及一种多节点通讯电路。
背景技术
异步通讯电路(URAT通讯)是一种应用较为广泛的串行数据传输协议，UART通讯电路实现了传输线少，可靠性高而且传输距离远等特点。
目前，UART通讯的通讯电路通常采用一对一通讯，一般会在主机和从机的连接链路上设置一个开关电路，以保证主机和从机均在处于发送数据的情况下，能够完成数据的交互，同时，为了保证数据能够准确地传达到主机或从机上，通常会专门增加一个用于芯片处理通讯的时序，增加通讯电路的复杂性。
发明内容
本申请提供一种多节点通讯电路，以在实现一对多节点通讯的情况下，降低多节点通讯电路的复杂性。
本申请实施例提供了一种多节点通讯电路，所述通讯电路包括：控制芯片、主机通讯电路、至少两个从机通讯电路和公共端口；
其中，所述主机通讯电路的通讯端和各所述从机通讯电路的通讯端连接于所述公共端口，所述主机通讯电路和各所述从机通讯电路均与所述控制芯片电连接；
当所述控制芯片确定主机通讯电路发送第一数据时，所述控制芯片控制各所述从机通讯电路的发送端置高，以使所述主机通讯电路通过所述公共端口向各所述从机通讯电路发送所述第一数据，且在所述主机发送所述第一数据完成后，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高；
针对每一从机通讯电路，当所述控制芯片确定该从机发送所述第二数据时，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过所述公共端口向所述主机通讯电路发送所述第二数据，且在该从机发送所述第二数据完成后，所述控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高。
本申请的一个实施例中，所述主机通讯电路包括：第一NPN三极管、第二NPN三极管、第三NPN三极管、第一PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八地电阻；
所述第一电阻的第一端作为本主机通讯电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一NPN三极管的基极电连接；
所述第一NPN三极管的发射极接地，所述第一NPN三极管的集电极分别与所述第二NPN三极管的基极和第二电阻的第一端电连接，且所述第二电阻的第二端与控制芯片电连接；
所述第二NPN三极管的发射极接地，所述第二NPN三极管的集电极与所述第三电阻的第一端电连接；
所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一PNP三极管的基极电连接，且所述第四电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管的发射极与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管的集电极与所述第五电阻的第一端电连接；
所述第五电阻的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第六电阻的第一端；
所述第六电阻的第二端与所述第三NPN三极管的基极电连接，所述第三NPN三极管的发射极接地，所述第三NPN三极管的集电极分别与所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端电连接；
所述第七电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第八电阻的第二端作为本主机通讯电路的接收端。
本申请的一个实施例中，所述主机通讯电路还包括：第九电阻；
所述第九电阻的第一端连接于所述第一NPN三极管的基极，所述第九电阻的第二端接地。
本申请的一个实施例中，所述主机通讯电路还包括：第十电阻；
所述第十电阻的第一端连接于所述第三NPN三极管的基极，所述第十电阻的第二端接地。
本申请的一个实施例中，所述主机通讯电路还包括：第一电容；
所述第一电容的第一端连接于所述第八电阻的第二端，所述第一电容的第二端接地。
本申请的一个实施例中，所述主机通讯电路和所述从机通讯电路相同，
所述主机通讯电路中作为通讯端的第五电阻和各所述从机通讯电路中作为通讯端的第五电阻均连接于所述公共端口。
本申请的一个实施例中，所述从机通讯电路包括：第四NPN三极管、第五NPN三极管、第六NPN三极管、第二PNP三极管、第十一电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻；
所述第十一电阻的第一端作为本从机通讯电路的输入端，所述第十一电阻的第二端与所述第四NPN三极管的基极电连接；
所述第四NPN三极管的发射极接地，所述第四NPN三极管的集电极分别与所述第五NPN三极管的基极和第十二电阻的第一端电连接，且所述第十二电阻的第二端与控制芯片电连接；
所述第五NPN三极管的发射极接地，所述第五NPN三极管的集电极与所述第十三电阻的第一端电连接；
所述第十三电阻的第二端分别与所述第十四电阻的第一端和所述第二PNP三极管的基极电连接，且所述第十四电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管的发射极与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管的集电极与所述第十五电阻的第一端电连接；
所述第十五电阻的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第十六电阻的第一端；
所述第十六电阻的第二端与所述第六NPN三极管的基极电连接，所述第六NPN三极管的发射极接地，所述第六NPN三极管的集电极分别与所述第十七电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端电连接；
所述第十七电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第十八电阻的第二端作为本从机通讯电路的接收端。
本申请的一个实施例中，所述从机通讯电路还包括：第十九电阻；
所述第十九电阻的第一端连接于所述第四NPN三极管的基极，所述第十九电阻的第二端接地。
本申请的一个实施例中，所述从机通讯电路还包括：第二十电阻；
所述第二十电阻的第一端连接于所述第六NPN三极管的基极，所述第二十电阻的第二端接地。
本申请的一个实施例中，所述从机通讯电路还包括：第二电容；所述第二电容的第一端连接于所述第十八电阻的第二端，所述第二电容的第二端接地。
由此可见，本申请实施例提供了一种多节点通讯电路，该通讯电路的控制芯片在确定主机通讯电路发送第一数据时，控制各所述从机通讯电路的发送端置高，以使所述主机通讯电路通过所述公共端口向各所述从机通讯电路发送所述第一数据，且在所述主机发送所述第一数据完成后，控制所述主机通讯电路的发送端置高；针对每一从机通讯电路，在确定该从机发送所述第二数据时，控制所述主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过所述公共端口向所述主机通讯电路发送所述第二数据，且在该从机发送所述第二数据完成后，所述控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高，从而在通讯过程中，所有处于接收状态下的节点(主机或从机)，均可收到处于发送状态的节点的通讯数据(第一数据或第二数据)，因此，可以实现一个主机与多个从机之间的即时通讯。相对于现有技术而言，本申请在不额外设置专门用于控制通讯时序芯片的情况下，实现了一对多的通讯，不仅降低了多节点通讯电路设计的复杂性，还降低了多节点通讯电路的成本。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例示出的多节点通讯电路的结构示意图；
图2是本申请一示例性实施例示出的主节点通讯电路的结构示意图；
图3是本申请一示例性实施例示出的第一从机对应的从机通讯电路的结构示意图；
图4是本申请一示例性实施例示出的第二从机对应的从机通讯电路的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
请参见图1，图1所示为本申请一示例性实施例示出的一种多节点通讯电路，该通讯电路可以包括：控制芯片、主机通讯电路、至少两个从机通讯电路和公共端口；
其中，所述主机通讯电路的通讯端和各所述从机通讯电路的通讯端连接于所述公共端口，所述主机通讯电路和各所述从机通讯电路均与所述控制芯片电连接；
当所述控制芯片确定主机通讯电路发送第一数据时，所述控制芯片控制各所述从机通讯电路的发送端置高，以使所述主机通讯电路通过所述公共端口向各所述从机通讯电路发送所述第一数据，且在所述主机发送所述第一数据完成后，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高；
针对每一从机通讯电路，当所述控制芯片确定该从机发送所述第二数据时，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过所述公共端口向所述主机通讯电路发送所述第二数据，且在该从机发送所述第二数据完成后，所述控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高。
其中，上述主机通讯电路可以理解为设置在主机内的通讯电路，从机通讯电路可以理解为设置在从机内的通讯电路，作为一个实施例，主机是从多个节点中基于某种规则选举的一个节点，作为主节点，余下的节点作为从节点。以在主机出现故障时，可以基于同样规则，从余下节点中再选举一个节点作为主机，进而能够使得节点间的通讯不中断，提高各节点间通讯的可靠性。
基于上述实施例，各个节点中的通讯电路可以相同，作为一个实施例，主机通讯电路和从机通讯电路相同。
在本实施例中，第一数据和第二数据并不特指某两个固定的数据，第一数据只是为便于和后文的数据区分而进行的命名，并非用于限定某一数据。这里，第二数据只是为便于描述而进行的命名，并非用于限定某一数据。本发明实施例后续不再复述。
在本实施例中，当控制芯片确定主机通讯电路发送第一数据时，控制芯片控制各从机通讯电路的发送端置高，这也意味着，主机处于发送状态，从机处于接收状态，进而使得主机通讯电路通过公共端口向各从机通讯电路发送第一数据，且在主机发送第一数据完成后，控制芯片控制主机通讯电路的发送端置高，这就意味着，此时，主机处于接收状态，其中，主机是向公共端口发送的第一数据，则鉴于各从机均连接于公共端口，这样，各从机均会收到第一数据，当各从机收到第一数据时，均会验证该第一数据是否是主机向本从机发送的第一数据，若验证属于本从机的第一数据，则该从机会向主机发送用于回应第一数据的反馈数据，该反馈数据可以用于告知主机该从机已经收到第一数据，这也就是，各从机验证各自接收的第一数据后，通过对应的从机通讯电路向主机通讯电路发送用于表示所接收的第一数据是否属于该从机的反馈数据。
而针对每一从机通讯电路，当控制芯片确定该从机发送第二数据时，控制芯片控制主机通讯电路的发送端置高，这就意味着，从节点处于发送状态，则主节点处于接收状态，在这样的前提下，可以使得该从机通讯电路通过公共端口向主机通讯电路发送第二数据，且在该从机发送第二数据完成后，控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高，这就意味着，从机通讯电路处于接收状态。基于此，可以看出，控制芯片能够控制主机通讯电路和从机通讯电路可以有时序的实现主机和从机节点间的通讯。
由此可见，在本申请实施例提供的技术方案中，该通讯电路的控制芯片在确定主机通讯电路发送第一数据时，控制各所述从机通讯电路的发送端置高，以使所述主机通讯电路通过所述公共端口向各所述从机通讯电路发送所述第一数据，且在所述主机发送所述第一数据完成后，控制所述主机通讯电路的发送端置高；针对每一从机通讯电路，在确定该从机发送所述第二数据时，控制所述主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过所述公共端口向所述主机通讯电路发送所述第二数据，且在该从机发送所述第二数据完成后，控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高，从而在通讯过程中，所有处于接收状态下的节点(主机或从机)，均可收到处于发送状态的节点的通讯数据(第一数据或第二数据)，因此，可以实现一个主机与多个从机之间的即时通讯，相对于现有技术而言，本申请在不额外设置专门用于控制通讯时序芯片的情况下，实现了一对多的通讯，不仅降低了通讯电路设计的复杂性，还降低了通讯电路的成本。
参见图2，本申请的一个实施例中，上述主机通讯电路可以包括：第一NPN三极管1-1、第二NPN三极管1-2、第三NPN三极管1-3、第一PNP三极管2-1、第一电阻3-1、第二电阻3-2、第三电阻3-3、第四电阻3-4、第五电阻3-5、第六电阻3-6、第七电阻3-7和第八电阻3-8；
所述第一电阻3-1的第一端作为本主机通讯电路的输入端，所述第一电阻3-1的第二端与所述第一NPN三极管1-1的基极电连接；
所述第一NPN三极管1-1的发射极接地，所述第一NPN三极管1-1的集电极分别与所述第二NPN三极管1-2的基极和第二电阻3-2的第一端电连接，且所述第二电阻3-2的第二端与控制芯片电连接；
所述第二NPN三极管1-2的发射极接地，所述第二NPN三极管1-2的集电极与所述第三电阻3-3的第一端电连接；
所述第三电阻3-3的第二端分别与所述第四电阻3-4的第一端和所述第一PNP三极管2-1的基极电连接，且所述第四电阻3-4的第二端与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管2-1的发射极与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管2-1的集电极与所述第五电阻3-5的第一端电连接；
所述第五电阻3-5的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第六电阻3-6的第一端；
所述第六电阻3-6的第二端与所述第三NPN三极管1-3的基极电连接，所述第三NPN三极管1-3的发射极接地，所述第三NPN三极管1-3的集电极分别与所述第七电阻3-7的第一端和所述第八电阻3-8的第一端电连接；
所述第七电阻3-7的第二端与所述控制芯片电连接，所述第八电阻3-8的第二端作为本主机通讯电路的接收端。
作为一个实施例，上述主机通讯电路还可以包括：第九电阻3-9；
所述第九电阻3-9的第一端连接于所述第一NPN三极管1-1的基极，所述第九电阻3-9的第二端接地。
可见，在本实施例中，第九电阻3-9的设置可以在主机通讯电路处于空闲状态时，下拉电平，起到稳定电路，提供主机通讯电路可靠性的作用。
作为一个实施例，所述主机通讯电路还包括：第十电阻3-10；
所述第十电阻3-10的第一端连接于所述第三NPN三极管1-3的基极，所述第十电阻3-10的第二端接地。
可见，在本实施例中，第十电阻3-10的设置可以在主机通讯电路处于空闲状态时，下拉电平，起到稳定电路，提供主机通讯电路可靠性的作用。
作为一个实施例，所述主机通讯电路还可以包括：第一电容4-1；所述第一电容4-1的第一端连接于所述第十电阻3-10的第二端，所述电容的第二端接地。可以在主机通讯电路中起到滤除干扰的作用，进而能够进一步提高主机通讯电路的抗干扰性。
作为一个实施例，所述主机通讯电路和所述从机通讯电路相同，
所述主机通讯电路中作为通讯端的第五电阻3-5和各所述从机通讯电路中作为通讯端的第五电阻3-5均连接于所述公共端口。
基于此，如图3所示，第一从机对应的从机通讯电路可以包括：第四NPN三极管1-4、第五NPN三极管1-5、第六NPN三极管1-6、第二PNP三极管2-2、第十一电阻3-11、第十一电阻3-11、第十二电阻3-12、第十三电阻3-13、第十四电阻3-14、第十五电阻3-15、第十六电阻3-16、第十七电阻3-17和第十八电阻3-18；
所述第十一电阻3-11的第一端作为本从机通讯电路的输入端，所述第十一电阻3-11的第二端与所述第四NPN三极管1-4的基极电连接；
所述第四NPN三极管1-4的发射极接地，所述第四NPN三极管1-4的集电极分别与所述第五NPN三极管1-5的基极和第十二电阻3-12的第一端电连接，且所述第十二电阻3-12的第二端与控制芯片电连接；
所述第五NPN三极管1-5的发射极接地，所述第五NPN三极管1-5的集电极与所述第十三电阻3-13的第一端电连接；
所述第十三电阻3-13的第二端分别与所述第十四电阻3-14的第一端和所述第二PNP三极管2-2的基极电连接，且所述第十四电阻3-14的第二端与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管2-2的发射极与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管2-2的集电极与所述第十五电阻3-15的第一端电连接；
所述第十五电阻3-15的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第十六电阻3-16的第一端；
所述第十六电阻3-16的第二端与所述第六NPN三极管1-6的基极电连接，所述第六NPN三极管1-6的发射极接地，所述第六NPN三极管1-6的集电极分别与所述第十七电阻3-17的第一端和所述第十八电阻3-18的第一端电连接；
所述第十七电阻3-17的第二端与所述控制芯片电连接，所述第十八电阻3-18的第二端作为本从机通讯电路的接收端。
作为一个实施例，为了增加本从机通讯电路的稳定性，该从机通讯电路还包括：第十九电阻3-19；第十九电阻3-19的第一端连接于所述第四NPN三极管1-4的基极，所述第十九电阻3-19的第二端接地。作为另一实施例，该从机通讯电路还可以包括：第二十电阻3-20；第二十电阻3-20的第一端连接于所述第六NPN三极管1-6的基极，所述第二十电阻3-20的第二端接地。为了增强该从机通讯电路的抗干扰性，作为一个实施例，该从机通讯电路还可以包括：第二电容；所述第二电容4-2的第一端连接于所述第十八电阻3-18的第二端，所述第二电容4-2的第二端接地。
基于此，如图4所示，第二从机对应的从机通讯电路可以包括：第七NPN三极管1-7、第八NPN三极管1-8、第九NPN三极管1-9、第三PNP三极管2-3、第二十一电阻3-21、第二十二电阻3-22、第二十三电阻3-23、第二十四电阻3-24、第二十五电阻3-25、第二十六电阻3-26、第二十七电阻3-27和第二十八电阻3-28；
所述第二十一电阻3-21的第一端作为本从机通讯电路的输入端，所述第二十一电阻3-21的第二端与所述第七NPN三极管1-7的基极电连接；
所述第七NPN三极管1-7的发射极接地，所述第七NPN三极管1-7的集电极分别与所述第八NPN三极管1-8的基极和第二十二电阻3-22的第一端电连接，且所述第二十二电阻3-22的第二端与控制芯片电连接；
所述第八NPN三极管1-8的发射极接地，所述第八NPN三极管1-8的集电极与所述第二十三电阻3-23的第一端电连接；
所述第二十三电阻3-23的第二端分别与所述第二十四电阻3-24的第一端和所述第三PNP三极管2-3的基极电连接，且所述第二十四电阻3-24的第二端与所述控制芯片电连接，所述第三PNP三极管2-3的发射极与所述控制芯片电连接，所述第三PNP三极管2-3的集电极与所述第二十五电阻3-25的第一端电连接；
所述第二十五电阻3-25的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第二十六电阻3-26的第一端；
所述第二十六电阻3-26的第二端与所述第九NPN三极管1-9的基极电连接，所述第九NPN三极管1-9的发射极接地，所述第九NPN三极管1-9的集电极分别与所述第二十六电阻3-26的第一端和所述第二十七电阻3-27的第一端电连接；
所述第二十七电阻3-27的第二端与所述控制芯片电连接，所述二十八电阻的第二端作为本从机通讯电路的接收端。
作为一个实施例，为了增加第二从机对应的通讯电路的稳定性，该第二从机对应的从机通讯电路还包括：第二十九电阻3-29；第二十九电阻3-29的第一端连接于所述第七NPN三极管1-7的基极，所述第二十九电阻3-29的第二端接地。作为另一实施例，该第二从机对应的从机通讯电路还可以包括：第三十电阻；第三十电阻3-30的第一端连接于所述第九NPN三极管1-9的基极，所述第三十电阻3-30的第二端接地。为了增强该从机通讯电路的抗干扰性，作为一个实施例，该第二从机对应的从机通讯电路还可以包括：第三电容4-3；所述第三电容4-3的第一端连接于所述第二十八电阻3-28的第二端，所述第三电容4-3的第二端接地。
为了使得更加明确对本申请主机通讯电路和从机通讯电路在控制芯片控制下如何实现数据传输，现举一实施例，参见图2～4，具体为：
当启动通讯时，主机处于发送状态，第一从机、第二从机均处于接收状态。此时主机通讯电路的发送端TXD-1发送第一数据，第一从机对应的从机通讯电路的发送端RXD-2及第二从机对应的从机通讯电路的发送端RXD-3接收第一数据，在控制芯片的控制下，第一从机对应的从机通讯电路在接收状态下自身的发送端TXD-2一直置高，第一从机的第四NPN三极管1-4处于导通状态，进而导致第五NPN三极管1-5的基极被下拉至低电平，第五NPN三极管1-5处于关断状态，同时第二PNP三极管2-2的基极被控制芯片输出的电压信号VCC-1拉至高电平，第二PNP三极管2-2处于关断状态。第二从机对应的从机通讯电路在接收状态下的发送端TXD-3一直置高，第二从机对应的从机通讯电路中的第七NPN三极管1-7处于导通状态，进而导致第八NPN三极管1-8基极被下拉至低电平，第八NPN三极管1-8处于关断状态，同时第三PNP三极管2-3基极被控制芯片输出的电压信号VCC-1拉至高电平，第三PNP三极管2-3处于关断状态。故主机处于发送状态，从机处于接收状态时，公共端口COM电平状态仅由主机控制，与从机无关。
当主机通讯电路的发送端TXD-1发送信号1(即高电平)时，该信号传输至第一NPN三极管1-1基极，第一NPN三极管1-1的基极电压，也就是，图2中第一电阻3-1R8两端电压高于预设值，该值可以是0.7V，第一NPN三极管1-1导通。此时，第二NPN三极管1-2的基极电压接近于0，第二NPN三极管1-2处于关断状态，第一PNP三极管2-1的基极在控制芯片输出的电压信号VCC-1在作用下上拉至高电平，第一PNP三极管2-1关断，此时，环路内无电压。在此状态下，连接于主机通讯端的公共端口COM电平被第一从机对应的从机通讯电路中第十六电阻3-16、第二十电阻3-20，第二从机对应的从机通讯电路中第二十六电阻3-26、第三十电阻3-30及主机对应的主机通讯电路中第六电阻3-6、第十电阻3-10下拉至低电平状态。因公共端口COM为低电平，第一从机对应的从机通讯电路中的第六NPN三极管1-6基极电压为0，导致第六NPN三极管1-6无法导通，处于关断状态，第一从机对应的从机通讯电路的接收端RXD-2被控制芯片输出的电压信号VCC-2上拉至高电平，完成信号传输即：主机发送高电平，从机接收高电平。
因主机通讯电路的发送端TXD-1发送信号1(即高电平)时，公共端口COM为低电平，第二从机对应的从机通讯电路中的第九N PN三极管基极电压为0，第九NPN三极管1-9处于关断状态，第二从机对应的从机通讯电路的接收端RXD-3被控制芯片所输出的电压信号VCC-2上拉至高电平，进而完成数据接收，即：主机发送高电平，从机接收高电平。
经过上述分析，可以看出，当主机对应的主机通讯电路的发送端TXD-1发信号1(即高电平)时，公共端口COM为低电平，主机对应的主机通讯电路中的接收端电路(即图2中PXD-1所在的电路)中，第三NPN三极管1-3基极电压为0，主机对应的主机通讯电路的接收端RXD-1被控制芯片输出的电压信号VCC-2上拉至高电平，从而实现自发自收功能，即主机发送高，主机接收端收到高。
当主机对应的主机通讯电路的发送端TXD-1发送信号0(即低电平)时，第一NPN三极管1-1基极电压为0，第一NPN三极管1-1处于关断状态。此时，第二NPN三极管1-2基极被控制芯片输出的电压信号VCC-1上拉至高电平状态，第二NPN三极管1-2处于导通状态，进而导致第一PNP三极管2-1的基极被下拉至低电平状态，第一PNP三极管2-1导通，控制芯片输出的电压信号VCC-1经过第一PNP三极管2-1进入通讯环路。此时，公共端口COM被控制芯片输出的电压信号VCC-1上拉至高电平状态，信号经过公共端口COM传输至第一从机对应的从机通讯电路中第六NPN三极管1-6的基极，且第六NPN三极管1-6的基极电平被拉高，从而使第六NPN三极管1-6处于导通状态，第一从机对应的从机通讯电路中的接收端RXD-2被下拉至低电平，完成信号传输，即：主板发低电平，从机收到低电平。
因主机通讯电路中的发送端TXD-1发送信号0(即低电平)时，公共端口COM为高电平，信号经过公共端口COM传输至第二从机对应的从机通讯电路中的第九NPN三极管1-9的基极，且第九NPN三极管1-9的基极电平被拉高，从而使第九NPN三极管1-9处于导通状态，第二从机对应的从机通讯电路的接收端RXD-3被下拉至低电平，完成数据接收，即：主机发送低电平，从机接收低电平。
经过上述分析，当主机通讯电路的发送端TXD-1发信号0(即低电平)时，公共端口COM为高电平，主机通讯电路中的接收端电路(RXD-1所属电路)中，第三NPN三极管1-3基极电压被拉高，从而使第三NPN三极管1-3处于导通状态，主机通讯电路中的接收端RXD-1被拉低至低电平，从而实现自发自收功能，即：主发送低电平，主机接收端收到低电平。
当主机完成发第一送数据后，主机与第二从机处于接收状态，第一从机处于发送状态，且主机通讯电路中的发送端TXD-1与第二从机发送端TXD-3一直置高。此时，主机通讯电路中的发送端第一NPN三极管1-1基极被拉至高电平，使得第一NPN三极管1-1处于导通状态，进而导致第二NPN三极管1-2基极被拉至低电平状态，使得第二NPN三极管1-2处于关断状态。同时，第一PNP三极管2-1的基极也被控制信号输出的电压信号VCC-1拉至高电平，使得第一PNP三极管2-1处于关断状态。第二从机接收状态下第二从机通讯电路中的TXD-3一直置高，第二从机三极管的第七NPN三极管1-7处于导通状态，进而导致第八NPN三极管1-8基极被下拉至低电平，第八NPN三极管1-8处于关断状态，同时第三三极管PNP基极被控制芯片输出电压信号VCC-1拉至高电平，第三三极管PNP处于关断状态。因此，主机处于接收状态，从机处于发送状态，公共端口COM电平仅由处于发送状态的从机控制，与处于接收状态的主机及其他从机无关。
当第一从机对应的从机通讯电路中的发送端TXD-2发送信号1(即高电平)时，第四NPN三极管1-4导通，导致第五NPN三极管1-5基极被下拉至低电平，使得第五NPN三极管1-5关断，第二三极管PNP基极被控制芯片输出的电压信号VCC-1拉至高电平，第二三极管PNP处于关断状态，导致环路内无电压。此时，公共端口COM电平被第一从机对应的从机通讯电路中的第十六电阻3-16、第二十电阻3-20，第二从机对应的从机通讯电路中R31、R32及主机对应的主机通讯电路中第二十六电阻3-26、第三十电阻3-30下拉至低电平状态。因公共端口COM为低电平，主机通讯电路的接收端电路中，第一PNP三极管2-1基极电压为0，主机通讯电路中的接收端RXD-1被控制芯片输出的电压信号VCC-2上拉至高电平，完成信号传输，即：从机发送高电平，主机接收高电平。
因第一从机对应的从机通讯电路中的发送端TXD-2发送信号1(即高电平)时，公共端口COM为低电平，第二从机对应的从机通讯电路中的接收电路中第三PNP三极管2-3基极电压为0，第三PNP三极管2-3处于关断状态，第二从机对应的从机通讯电机中的接收端RXD-3被控制芯片输出的电压信号VCC-2上拉至高电平，完成数据接收，即：处于发送状态下的从机发送高电平，其他处于接收状态的从机能接收到高电平。
经过上述分析，当从机对应的从机通讯电路中的发送端TXD-2发信号1(即高电平)时，因公共端口COM为低电平，第二PNP三极管2-2基极电压为0，导致第二PNP三极管2-2无法导通，处于关断状态，第一从机对应的从机通讯电路中的接收端RXD-2被控制芯片输出电压信号VCC-2上拉至高电平，从而实现自发自收功能，即从机发送高，从机接收端收到高。
当第一从机对应的从机通讯电路发送端TXD-2发送信号0(即低电平)时，第四NPN三极管1-4处于关断状态，第五NPN三极管1-5基极被控制芯片输出的电压信号VCC-1拉至高电平，第五NPN三极管1-5导通，进而导致第六NPN三极管1-6基极电压近似为0，使得第二PNP三极管2-2导通，控制芯片输出的电压信号VCC-1经过第二PNP三极管2-2进入环路，使得公共端口COM被拉至高电平，主机通讯电路的接收电路中的第一PNP三极管2-1基极也被拉至高电平，使得第一PNP三极管2-1处于导通状态，主机通讯电路中的接收端RXD-1被拉低至低电平，完成信号传输，即：从机发送低电平，主机接收到低电平。
因第一从机对应通讯电路中的发送端TXD-2发送信号0(即低电平)时，公共端口COM为高电平，信号经过公共端口COM传输至第二从机对应通讯电路中的第三PNP三极管2-3基极，且第三PNP三极管2-3基极电平被拉高，从而使第三PNP三极管2-3处于导通状态，第二从机对应的从机通讯电路中的接收端RXD-3被下拉至低电平，完成数据接收，即：处于发送状态下的第一从机发送低电平，其他处于接收状态下的从机接收低电平。
经过上述分析，可以看出，当第一从机对应的从机通讯电路中的发送端TXD-2发信号0(低电平)时，因为公共端口COM为高电平，第二PNP三极管2-2基极电压被拉至高电平，使得第二PNP三极管2-2处于导通状态，导致第一从机对应的从机通讯电路中的接收端RXD-2被拉至低电平，从而实现自发自收功能，即：从机发低电平，从机接收端收到低电平。
其余从机的发送及自发自收机制均类似。
可见，在本申请实施例提供的技术方案中，主机通讯电路和从机通讯电路在控制芯片的输出电压信号的控制下，在通讯过程中，数据为高时环路内无电压，数据为低时环路内有电压，从而形成电压环路，以此实现主机与从机的数据交互。相对于现有技术的电流环的方式，本申请所采用的电压环的方式能够提高电路可靠性，从而能够通过调节环路电压，增强通讯的可靠性和稳定性，实现一对多通讯，同时利用本申请所提供的通讯电路可实现数据自发自收。
值得一提的是，本申请中各通讯电路中三极管可以利用MOS管替换以达到三极管所起的作用。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种多节点通讯电路，其特征在于，所述通讯电路包括：控制芯片、主机通讯电路、至少两个从机通讯电路和公共端口；
其中，所述主机通讯电路的通讯端和各所述从机通讯电路的通讯端连接于所述公共端口，且所述主机通讯电路和各所述从机通讯电路均与所述控制芯片电连接；
当所述控制芯片确定所述主机通讯电路发送第一数据时，所述控制芯片控制各所述从机通讯电路的发送端置高，以使所述主机通讯电路通过所述公共端口向各所述从机通讯电路发送所述第一数据，且在所述主机发送所述第一数据完成后，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高；
针对每一从机通讯电路，当所述控制芯片确定该从机发送所述第二数据时，所述控制芯片控制所述主机通讯电路的发送端置高，以使该从机通讯电路通过所述公共端口向所述主机通讯电路发送所述第二数据，且在该从机发送所述第二数据完成后，所述控制芯片控制该从机通讯电路的发送端置高。
2.根据权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述主机通讯电路包括：第一NPN三极管、第二NPN三极管、第三NPN三极管、第一PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；
所述第一电阻的第一端作为本主机通讯电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一NPN三极管的基极电连接；
所述第一NPN三极管的发射极接地，所述第一NPN三极管的集电极分别与所述第二NPN三极管的基极和第二电阻的第一端电连接，且所述第二电阻的第二端与控制芯片电连接；
所述第二NPN三极管的发射极接地，所述第二NPN三极管的集电极与所述第三电阻的第一端电连接；
所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一PNP三极管的基极电连接，且所述第四电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管的发射极与所述控制芯片电连接，所述第一PNP三极管的集电极与所述第五电阻的第一端电连接；
所述第五电阻的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第六电阻的第一端；
所述第六电阻的第二端与所述第三NPN三极管的基极电连接，所述第三NPN三极管的发射极接地，所述第三NPN三极管的集电极分别与所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端电连接；
所述第七电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第八电阻的第二端作为本主机通讯电路的接收端。
3.根据权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述主机通讯电路还包括：第九电阻；
所述第九电阻的第一端连接于所述第一NPN三极管的基极，所述第九电阻的第二端接地。
4.根据权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述主机通讯电路还包括：第十电阻；
所述第十电阻的第一端连接于所述第三NPN三极管的基极，所述第十电阻的第二端接地。
5.根据权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述主机通讯电路还包括：第一电容；
所述第一电容的第一端连接于所述第八电阻的第二端，所述第一电容的第二端接地。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的通讯电路，其特征在于，所述主机通讯电路和所述从机通讯电路相同，
所述主机通讯电路中作为通讯端的第五电阻和各所述从机通讯电路中作为通讯端的第五电阻均连接于所述公共端口。
7.根据权利要求6所述的通讯电路，其特征在于，所述从机通讯电路包括：第四NPN三极管、第五NPN三极管、第六NPN三极管、第二PNP三极管、第十一电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻；
所述第十一电阻的第一端作为本从机通讯电路的输入端，所述第十一电阻的第二端与所述第四NPN三极管的基极电连接；
所述第四NPN三极管的发射极接地，所述第四NPN三极管的集电极分别与所述第五NPN三极管的基极和第十二电阻的第一端电连接，且所述第十二电阻的第二端与控制芯片电连接；
所述第五NPN三极管的发射极接地，所述第五NPN三极管的集电极与所述第十三电阻的第一端电连接；
所述第十三电阻的第二端分别与所述第十四电阻的第一端和所述第二PNP三极管的基极电连接，且所述第十四电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管的发射极与所述控制芯片电连接，所述第二PNP三极管的集电极与所述第十五电阻的第一端电连接；
所述第十五电阻的第二端作为通讯端分别连接于所述公共端口和所述第十六电阻的第一端；
所述第十六电阻的第二端与所述第六NPN三极管的基极电连接，所述第六NPN三极管的发射极接地，所述第六NPN三极管的集电极分别与所述第十七电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端电连接；
所述第十七电阻的第二端与所述控制芯片电连接，所述第十八电阻的第二端作为本从机通讯电路的接收端。
8.根据权利要求7所述的通讯电路，其特征在于，所述从机通讯电路还包括：第十九电阻；
所述第十九电阻的第一端连接于所述第四NPN三极管的基极，所述第十九电阻的第二端接地。
9.根据权利要求7所述的通讯电路，其特征在于，所述从机通讯电路还包括：第二十电阻；
所述第二十电阻的第一端连接于所述第六NPN三极管的基极，所述第二十电阻的第二端接地。
10.根据权利要求7所述的通讯电路，其特征在于，所述从机通讯电路还包括：第二电容；所述第二电容的第一端连接于所述第十八电阻的第二端，所述第二电容的第二端接地。
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2020
- 2020-12-28 CN CN202011586364.4A patent/CN112698605A/zh active Pending
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