CN114760164B - 家电设备的隔离异步通讯电路和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种家电设备的隔离异步通讯电路、方法和家电设备。其中，家电设备包括第一控制板和第二控制板，隔离异步通讯电路包括：第一光耦模块、第二光耦模块、第一校正模块和第一接口，第一校正模块连接在第一控制板的数据接收端与第二光耦模块之间，用于对第一控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正；第三光耦模块、第二校正模块和第二接口，第二校正模块连接在第二控制板的数据接收端与所述第三光耦模块之间，用于对第二控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正。该电路可以对控制板数据接收端接收到的数据进行延时校正，保证了数据发送方和数据接收方之间的收发同步，提高数据的传输速率以及保证数据传输的可靠性。

Description

家电设备的隔离异步通讯电路和方法

技术领域

本申请涉及家电设备技术领域，尤其涉及一种家电设备的隔离异步通讯电路和方法。

背景技术

目前，家电设备的电控系统由直流电机驱动板、功能主控板和人机界面显示三个电控制器组成，通常功能主控板与直流电机驱动板之间的采用三根电源线(火线、零线和地线)和三根通讯线(VCC、GND、DATA)的连接电路进行隔离异步通讯，或者是采用三根电源线(火线、零线和地线)和四根通讯线(VCC、GND、TXD、RXD)的连接电路进行隔离异步通讯。

然而，上述电路连接方式进行异步通讯时连接线的成本较高，且进行异步通讯时的可靠性得不到保证，影响家电设备的控制性能。并且，由于通讯电路中的一些开关器件，如光耦、三极管等在导通和关断的过程中存在延时，导致数据传输过程中的数据接收方接收到的数据时存在时延，从而使得带宽不宽时通讯的波特率不高，数据传输过程中的可靠性降低。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种家电设备的隔离异步通讯电路。该电路能够减少两板间的连接线，且能够对数据接收方接收的数据进行延时校正，提高异步通讯的可靠性。

本申请的第二个目的在于提出一种家电设备。

本申请的第三个目的在于提出一种家电设备的隔离异步通讯方法。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出一种家电设备的隔离异步通讯电路，其中，所述家电设备包括第一控制板和第二控制板，所述隔离异步通讯电路包括：第一光耦模块、第二光耦模块、第一校正模块和第一接口，所述第一光耦模块分别与所述第一控制板的数据发送端、所述第二光耦模块和所述第一接口的第一管脚相连，所述第二光耦模块分别与所述第一校正模块、所述第一光耦模块和所述第一接口的第二管脚相连，所述第一校正模块连接在所述第一控制板的数据接收端与所述第二光耦模块之间，用于对所述第一控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正；第三光耦模块、第二校正模块和第二接口，所述第三光耦模块分别与所述第二控制板的数据发送端、所述第二校正模块、所述第二接口的第一管脚和所述第二接口的第二管脚相连，所述第二接口的第一管脚用于连接所述第一接口的第一管脚，所述第二接口的第二管脚用于连接所述第一接口的第二管脚，所述第二校正模块连接在所述第二控制板的数据接收端与所述第三光耦模块之间，用于对所述第二控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正；其中，在所述第二控制板向所述第一控制板发送数据时，所述第一控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第一光耦模块导通，以使所述第二控制板与所述第一控制板之间形成第一通讯环路；在所述第一控制板向所述第二控制板发送数据时，所述第二控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第三光耦模块根据所述第一控制板的数据发送端电平进行导通或关断，以使所述第一控制板与所述第二控制板之间形成第二通讯环路。

根据本申请实施例的隔离异步通讯电路，两控制板间只需两个管脚进行通信，减少两板间的连接线，且通过光耦模块实现高电平和低电平数据的传输，在控制板的数据接收端连接校正模块，可以对控制板数据接收端接收到的数据进行延时校正，保证了数据发送方和数据接收方之间的收发同步，提高数据的传输速率以及保证数据传输的可靠性。

为达到上述目的，本申请第二方面实施例提供的家电设备，包括：本申请第一方面实施例提出的隔离异步通讯电路；第一控制板和第二控制板，所述第一控制板与所述第二控制板之间通过所述隔离异步通讯电路进行异步通讯。

为达到上述目的，本申请第二方面实施例提供的家电设备的隔离异步通讯方法，其中，所述家电设备包括第一控制板、第二控制板以及根据本申请上述实施例所述的隔离异步通讯电路，所述方法包括：确定所述第一控制板与所述第二控制板之间的数据收发方；在所述第二控制板为数据发送方、所述第一控制板为数据接收方时，所述第一控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第一光耦模块导通，以使所述第二控制板与所述第一控制板之间形成第一通讯环路；在所述第一控制板为数据发送方、所述第二控制板为数据接收方时，所述第二控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第三光耦模块根据所述第一控制板的数据发送端电平进行导通或关断，以使所述第一控制板与所述第二控制板之间形成第二通讯环路。

根据本申请实施例的隔离异步通讯方法，在数据进行传输前，将接收方中数据发送端设置为高电平，进一步在传输时放大模块将数据信号放大，控制光耦模块的导通和关断，在电流微弱时也能使得接收方接收到正确的数据，提高数据传输的稳定性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是根据本申请一个实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图2是根据本申请第一个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图3是根据本申请第二个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图4是根据本申请一个实施例的数据延时波形。

图5是根据本申请第三个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图6是根据本申请第四个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图7是根据本申请第五个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图；

图8是根据本申请一个实施例的家电设备的结构图；

图9是根据本申请一个实施例的隔离异步通讯方法的流程图；

图10是根据本申请一个具体实施例的隔离异步通讯方法流程图，

图11是根据本申请另一个具体实施例的隔离异步通讯方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终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功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的家电设备的隔离异步通讯电路、方法和家电设备。

需要说明的是，家电设备可以包括但不限于洗衣机、空调等。通常，具有电机的家电设备的功能主控板用于控制直流电机驱动板，家电设备中的直流电机驱动板和功能主控板之间通过隔离异步通讯接口电路进行异步通讯，在本申请实施例中，直流电机驱动板可以作为异步通讯的从机，功能主控板可以作为异步通信的主机。

图1是根据本申请一个实施例的隔离异步通讯电路的结构图，其中家电设备包括第一控制板100和第二控制板200。

需要说明的是，第一控制板100可以为家电设备中的直流电机驱动板，第二控制板200可以为家电设备的功能主控板，即第一控制板100作为异步通讯的从机，第二控制板200作为异步通讯的主机。

如图1所示，隔离异步通讯电路300包括：第一光耦模块110、第二光耦模块120、第一校正模块130和第一接口140，第一光耦模块110分别与第一控制板100的数据发送端TXD、第二光耦模块120和第一接口140的第一管脚1401相连，第二光耦模块120分别与第一校正模块130、第一光耦模块110和第一接口140的第二管脚1402相连，第一校正模块130连接在第一控制板100的数据接收端RXD与第二光耦模块120之间，用于对第一控制板100的数据接收端RXD接收到的数据进行延时校正；第三光耦模块210、第二校正模块220和第二接口230，第三光耦模块210分别与第二控制板200的数据发送端TXD1、第二校正模块220、第二接口230的第一管脚2301和第二接口230的第二管脚2302相连，第二接口230的第一管脚2301用于连接第一接口140的第一管脚1401，第二接口230的第二管脚2302用于连接第一接口140的第二管脚1402，第二校正模块220连接在第二控制板200的数据接收端RXD1与第三光耦模块210之间，用于对第二控制板200的数据接收端RXD1接收到的数据进行延时校正；其中，在第二控制板200向第一控制板100发送数据时，第一控制板100通过其数据发送端TXD输出高电平，控制第一光耦模块110导通，以使第二控制板200与第一控制板100之间形成第一通讯环路；在第一控制板100向第二控制板200发送数据时，第二控制板200通过其数据发送端TXD1输出高电平，控制第三光耦模块210根据第一控制板100的数据发送端TXD电平进行导通或关断，以使第一控制板100与第二控制板200之间形成第二通讯环路。

需要说明的是，第一控制板100的数据接收端RXD用于接收第二控制板200的数据发送端TXD1发送的数据，第二控制板200的数据接收端RXD1用于接收第一控制板100的数据发送端TXD发送的数据。第一接口140为第一控制板100的数据传输时与第二控制板200连接的接口，连接第二控制板200的第二接口230，从而实现第一控制板100和第二控制板200之间的数据相互传输。

进一步地，数据在传输过程中通过一位一位的传输来实现通讯，异步通讯是一个字符接着一个字符进行传输，每个字符为数据0或者1，用高电平和低电平表示，每个字符的传输靠起始位来同步，通常字符的前面一位是起始位，用下降沿(低电平)通知数据接收方开始传输，紧接着起始位之后的是数据位。

在本实施例中，数据的传输分为两种情况，其中一种为第一控制板100向第二控制板200发送数据，另一种为第二控制板200向第一控制板100发送数据。当第二控制板200作为发送方，第一控制板100作为接收方时，第一控制板100将数据发送端TXD置为高电平，从而驱动第一光耦模块110为导通状态，在第二控制板200与第一控制板100之间形成一条通讯环路，然后第二控制板200通过数据发送端TXD1发送数据，第一校正模块130用于对第一控制板100接收的数据进行延时校正。当第一控制板100作为发送方，第二控制板200作为接收方时，第二控制板200控制数据发送端TXD1为高电平，从而驱动第三光耦模块210为导通状态，然后第一控制板100通过数据发送端TXD发送数据，第二校正模块220对第二控制板200接收的数据进行延时校正。

作为一种可能的实现方式，第一控制板100通过数据发送端TXD向第二控制板200发送数据1(高电平)时，驱动第一光耦模块110导通，与第一光耦模块110连接的第二光耦模块120处于输入状态，第一接口140的第二管脚1402连接到接地端，从而控制第三光耦模块210的输入端导通，当第二控制板200数据接收端RXD1连接的第三光耦模块210输入端导通时，第二校正模块220对第二控制板200接收的数据进行延时校正，第二控制板100接收到延时校正后的数据1(高电平)。

进一步地，第一控制板100通过数据发送端向第二控制板200发送字符0(低电平)时，在低电平输入的作用下，第一光耦模块110关断，由于第二控制板200控制数据发送端TXD1被置为高电平，第三光耦模块210和第二光耦模块120处于输入状态，第一接口140的第二管脚1401连接到接地端，从而控制第三光耦模块210输入关断，第二校正模块220对第二控制板200接收的数据进行延时校正，第二控制板200接收到延时校正后的数据0(低电平)。

作为另一种可能的实现方式，第二控制板200通过数据发送端TXD向第一控制板100发送数据1(高电平)时，在高电平的输入下，第三光耦模块210处于输出状态，由于第一控制板100的数据发送端TXD被置为高电平，第一光耦模块110处于导通状态，从而第二光耦模块120处于输入状态，进一步控制第二光耦模块120导通，第二光耦模块120导通时，第一校正模块130对第一控制板100接收的数据进行延时校正，第一控制板100接收到校正后的数据1(高电平)。

进一步地，当第二控制板200通过数据发送端发送数据0时(低电平)，在低电平的输入下，第三光耦模块210的输入关断，由于第一控制板100的数据发送端被置为高电平，第一光耦模块110处于导通状态，第二光耦模块120处于输入状态，第一接口140的第二管脚1401接地端，从而控制第二光耦模块120关断，第一校正模块130对第一控制板100接收的数据进行延时校正，在第二光耦模块120关断的情况下第一控制板100接收到延时校正后的数据0(低电平)。

在本申请实施例中，第二光耦模块120通过第一校正模块130与第一控制板100的数据接收端相连，在第二光耦模块120处于导通状态时，第一控制板100接收到延时校正后的数据1(高电平)，在第二光耦模块120处于关断状态时，第一控制板100接收到延时校正后的数据0(低电平)。第三光耦模块210通过第二校正模块220与第二控制板200的数据接收端相连，在第三光耦模块210处于导通状态时，第二控制板200接收到延时校正后的数据1(高电平)，在第三光耦模块210处于关断状态时，第二控制板100接收到延时校正后的数据0(低电平)。

根据本申请实施例的隔离异步通讯电路，通过光耦模块实现高电平和低电平数据的传输，在控制板的数据接收端连接校正模块，可以对控制板数据接收端接收到的数据进行延时校正，保证了数据发送方和数据接收方之间的收发同步，提高数据的传输速率以及保证数据传输的可靠性，且两控制板间只需两根通讯线连接。

图2是根据本申请第一个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图。

如图2所示，隔离异步通讯电路300还包括第一放大模块150和第二放大模块240，第一放大模块150连接在第一控制板100的数据发送端TXD与第一光耦模块110之间，以对第一控制板100通过其数据发送端TXD输出的高电平进行放大，第二放大模块240连接在第二控制板200的数据发送端TXD1与第三光耦模块210之间，以对第二控制板200通过其数据发送端TXD1输出的高电平进行放大。

具体地，在第二控制板200向第一控制板100发送数据时，第一放大模块150对第一控制板100通过其数据发送端TXD输出的高电平进行放大，以控制第一光耦模块110导通，以便第二控制板200与第一控制板100之间形成第一通讯环路；在第一控制板100向第二控制板200发送数据时，第二放大模块240对第二控制板100通过其数据发送端TDX1输出的高电平进行放大，以控制第三光耦模块210根据第一控制板100的数据发送端TXD电平进行导通或关断，以便第一控制板100与第二控制板200之间形成第二通讯环路。

进一步地，通过第一放大模块150将第一控制板100数据发送端发送的数据进行放大，第二放大模块240将第二控制板200的数据发送端发送的数据进行放大，提高了驱动电压，从而提高了数据传输过程中的稳定性。

图3是根据本申请第二个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图。

如图3所示，根据本申请上述实施例的隔离异步通讯电路，其中第一放大模块150可以包括：第一电阻R1，第一电阻R1的一端与第一控制板100的数据发送端TXD相连；第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的另一端相连，第一三极管Q1的集电极连接到第二电源VCC2，第一三极管Q1的发射极与第一光耦模块110相连；第二电阻R2，第二电阻R2连接在第一三极管Q1的基极与发射极之间。

具体地，在第一控制板100的数据发送端发送高电平数据时，在第一三极管Q1的基极串联第一电阻R1的电路连接方式下，可以起到阻碍降低基极电流的作用，使得第一三极管Q1的基极电流工作在允许的范围内，以确保第一三极管Q1和电路工作的可靠性；在第一三极管Q1的基极和发射极之间连接电阻R2，能够避免微小电流流入第一三极管Q1时误导通的情况。第一三极管Q1可以将第一控制板100的数据发送端TXD发送数据时的电流信号放大，在数据发送端TXD发送的信号很小时，能够将信号放大，提高数据传输时的可靠性。其中，第二电源VCC2与第一三极管Q1的集电极相连，用于实现对第一控制板100通过其数据发送端输出高电平的放大，VCC2的电压值可以根据电路特性和实际需要设定。

作为一种可能的实现方式，隔离异步通讯电路300中的第一光耦模块110可以包括：第一光耦U1，第一光耦U1中光电二极管的阳极与第一三极管的Q1发射极相连，第一光耦U1中光电二极管的阴极连接到第二地端GND2，第一光耦U1中光电三极管的发射极与第二光耦模块120相连，第一光耦U1中光电三极管的集电极通过第三电阻R3连接到第一接口140的第一管脚1401(图3中的DATA)。

具体地，当第一控制板100输出高电平信号时，第一三极管Q1将高电平信号放大后，驱动第一光耦U1处于输入状态，U1导通；当第一控制板100输出低电平信号时，第一三极管Q1处于截止关断状态，从而U1处于关断状态。

作为一种可能的实现方式，隔离异步通讯电路300中第二光耦模块120可以包括：第二光耦U2，第二光耦U2中光电三极管的集电极连接到第二电源VCC2，第二光耦U2中光电三极管的发射极与第一校正模块130相连，第二光耦U2中光电二极管的阳极与第一光耦U1中光电三极管的发射极相连，第二光耦U2中光电二极管的阴极通过第四电阻R4连接到所述第一接口140的第二管脚1402(图3中零线N)。

具体地，第一光耦U1中光电三极管的发射极与第二光耦U2中的光电二极管的阳极相连接，在第一光耦U1处于导通状态下时，第二光耦U2处于输入状态。在第二光耦U2中光电三极管的发射极和第一控制板100的数据接收端RXD直接串联R4，以及在第一控制板100的数据接收端RXD与第二接地端GND2之间连接第一电容C1，可以滤除电路中干扰，提高电路稳定性。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路300中第一校正模块130可以包括：第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第一控制板100的数据接收端RXD相连；第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第五电阻R5的另一端相连且具有第一节点M，第六电阻R6的另一端R6连接到第二地端GND2，第一节点M与第二光耦U2中光电三极管的发射极相连；第一电容C1，第一电容C1的一端与第五电阻R5的一端相连，第一电容C1的另一端与第六电阻R6的另一端相连；第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与第一电容C1的一端相连，第一二极管D1的阴极与第一节点M相连。

可以理解的是，根据本申请上述实施例的隔离异步通讯电路，电路中存在有光耦和三极管的开关器件，光耦和三极管的开通延时很短，但是关断时间较长，如果电路工作在深度饱和的状态下，光耦和三极管的关断延时更长，而三极管在电路设计中很难保证其不进行深度饱和的工作状态。在数据传输的过程中，传输数据从1变为0时，第二放大模块240和第二光耦模块120同时出现关断的状态，传输数据从0变为1时，第二放大模块240和第二光耦模块120同时开启，从而导致数据从0变为1的上升沿延时少，数据由1变为0时的下降沿延时大，当异步通讯时波特率设置较高时会出错，降低数据传输的稳定性。

本申请通过第一校正模块120，可以对第一控制板100数据接收时对数据进行延时校正，具体可以通过第一校正模块120中的第六电阻R6和第一电容C1来实现数据的延时校正。

具体而言，电容电阻的充电电压与时间之间的关系可以表示为Vt＝V*(1-exp(-t/RC))，其中Vt为充电电压，V为第一校正模块130的输入电压，R为电阻值，C为电容值；电容电阻的放电电压与时间之间的关系可以表示为Vt＝V*(1-exp(-t/RC))。当异步通讯电路中传输数据从0变为1时，信号处于上升沿，延时由第一电容C1和第五电阻R5的值以及根据上式中充电电压与时间的函数关系决定；当异步通讯电路中传输数据由1变为0时，信号处于下降沿，由第一电容C1和第六电阻R6的值以及根据上式中放电电压与时间的函数关系决定。经过第一校正模块130校正后的数据延时波形如图4所示。图4是根据本申请一个实施例的数据延时波形，图4中，T1为光耦和三极管开通延时时间，T2为光耦和三极管关断延时时间，T3为校正后光耦和三极管开通延时时间，T4为校正后光耦和三极管关断延时时间。从图4可以看出，在第一校正模块130作用下，使得校正后电路中光耦和三极管开通和延时的时间相当，提升了通讯的带宽，保证了通讯的可靠性。

作为一种可能的实施方式，参见图3，隔离异步通讯电路300还可以包括：第一稳压管D2，第一稳压管D2的阳极连接到第二光耦U2中光电二极管的阴极，第一稳压管D2的阴极连接到第一光耦U1中光电三极管的集电极；第七电阻R7，第七电阻R7与第一稳压管D2并联；第二电容C2，第二电容C2与第一稳压管D2并联。

可以理解的是，第一控制板100和第二控制板200进行通讯的连接线过长时、连接线与市电电源线共用、连接线与市电电源线并排走线时，在控制板的数据发送端发送数据0(低电平)时，通讯电路中的一些三极管以及光耦处于关断状态，通讯线路的阻抗升高，此时浪涌电压、电磁干扰噪声以及电磁干扰噪声以及通讯线路谐振较容易使“0”数据变为“1”数据造成通讯出错，也有可能使三极管、光耦失效。通过在第七电阻R7的设置来降低通讯线路发数据“0”时的阻抗，增加第一稳压管D2和第二电容C2来吸收三极管、光耦的过压应力，可以在对光耦进行反向保护，器件不会在反向电压下继续升高损坏，同时起到分流作用，使其在供电电压不足时分流，从而使光耦尽快关断，保护电路。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路300中第二放大模块220可以包括：第八电阻R8，第八电阻R8的一端与第二控制板200的数据发送端TXD1相连；第二三极管Q2，第二三极管Q2的基极与第八电阻R8的另一端相连，第二三极管Q2的集电极连接到第三电源VCC3，第二三极管Q2的发射极与第三光耦模块U3相连；第九电阻R9，第九电阻R9连接在第二三极管Q2的基极与发射极之间。

其中，第三电源VCC3与第二三极管Q2的集电极相连，用于对第二控制板200数据发送端TXD1输出高电平的放大，VCC3的电压值可以根据电路特性和实际需要设定。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路300中第三光耦模块210包括：第三光耦U3，第三光耦U3中光电二极管的阳极与第二三极管Q2的发射极相连，第三光耦U3中光电二极管的阴极通过第十电阻R10连接到第二接口230的第一管脚2301(图3中的DATA)，第三光耦U3中光电三极管的集电极连接到第一电源VCC1，第三光耦U3中光电三极管的发射极与第二校正模块220相连。

具体地，在第二控制板200的数据发送端TXD为高电平时，在第二三极管Q2的基极串联的第八电阻R8，可以起到阻碍降低基极电流的作用，使得第二三极管Q2的基极电流工作在允许的范围内，以确保第二三极管Q2和电路工作的可靠性；在第二三极管Q2的基极和发射极之间连接第十电阻R10，能够避免微小电流流入第二三极管Q2时误导通的情况。第二三极管Q2可以将第二控制板200数据发送端TXD1为高电平时电流信号放大，在数据发送端TXD1发送的信号很小时，能够将信号放大，提高数据传输时的可靠性。其中，第三电源VCC3与第二三极管Q2的集电极相连，用于驱动三极管导通，电压值可以电路特性和实际需要设定。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路中第二校正模块220包括：第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端与第二控制板100的数据接收端RXD1相连；第十二电阻R12，第十二电阻R12的一端与第十一电阻R11的另一端相连且具有第二节点N，第十二电阻R12的另一端连接到第一地端GND1-N，第二节点N与第三光耦U3中光电三极管的发射极相连；第三电容C3，第三电容C3的一端与第十一电阻R11的一端相连，第三电容C3的另一端与第十二电阻R12的另一端相连后连接到第二接口230的第二管脚2302；第二二极管D3，第二二极管D3的阳极与第三电容C3的一端相连，第二二极管D3的阴极与第二节点N相连。

通过第二校正模块220，可以在第二控制板100数据接收时对数据进行延时校正。具体而言，电容电阻的充电电压与时间之间的关系可以表示为Vt＝V*(1-exp(-t/RC))，其中Vt为充电电压，V为第二校正模块220的输入电压，R为电阻值，C为电容值；电容电阻的放电电压与时间之间的关系可以表示为Vt＝V*(1-exp(-t/RC))。当异步通讯电路中传输数据从0变为1时，信号处于上升沿，延时由第三电容C3和第十一电阻R11的值根据上式中充电电压与时间的函数关系决定；当异步通讯电路中传输数据由1变为0时，信号处于下降沿，由第三电容C3和第十二电阻R12的值根据上式中放电电压与时间的函数关系决定。经过第二校正模块220作用下，使得校正后电路中光耦和三极管开通和延时的时间相当，提升了通讯的带宽，保证了通讯的可靠性。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路300还可以包括：第四电容C4，第四电容C4的一端连接到第三光耦U3中光电二极管的阴极，第四电容C4的另一端连接到第二接口230的第二管脚2302；第三二极管D4，第三二极管D4的阳极与第四电容C4的一端相连，第三二极管D4的阴极连接到第二三极管Q2的基极。

具体地，第三光耦U3的光电二极管的阴极与第一地端GND1-N之间连接一个第四电容C4，对电路起到滤波作用，提高电路中的电压稳定性，同时可以通过第三二极管D4吸收第二三极管Q2和第三光耦U3的过压压力，防止器件的损坏。

作为一种可能的实现方式，隔离异步通讯电路300中第一电源VCC1和第三电源VCC3可由第二控制板200的供电电源提供。

作为一种可能的实现方式，参见图3，隔离异步通讯电路300中，第一接口140中的第二管脚1402和第二接口230中的第二管脚2302与零线管脚复用，且还分别至少包括火线管脚；或者第一接口140、第二接口230还进一步分别至少包括火线管脚和零线管脚。

示例性地，根据本实施例的隔离异步通讯电路300，第一控制板100和第二控制板200之间的连接线可以包括火线L、零线N和通讯线DATA，如附图3所示。

示例性地，图5是根据本申请第二个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图。如图5所示，第一控制板100和第二控制板200之间的连接线可以包括火线L、零线N、地线GND和通讯线DATA。

示例性地，图6是根据本申请第三个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图。如图6所示，第一控制板100和第二控制板200之间的连接线可以包括火线L、零线N、通讯线DATA1和通讯线DATA2。

示例性地，图7是本申请第四个具体实施例的隔离异步通讯电路的结构图。如图7所示，第一控制板100和第二控制板200之间的连接线可以包括火线L、零线N、地线GND通讯线DATA1和通讯线DATA2。

需要说明的是，以上隔离异步通讯电路的连接方式均为示例性地，不作为对本申请的限制。

基于上述实施例的隔离异步通讯电路，本申请还提出一种家电设备，图8是根据本申请一个实施例的家电设备的结构图。如图8所示，家电设备1000，包括：根据本申请上述实施例中所述的隔离异步通讯电路300；第一控制板100和第二控制板200，第一控制板100与第二控制板200之间通过隔离异步通讯电路300进行异步通讯。

进一步地，本申请还提出一种家电设备的隔离异步通讯方法，该方法可以通过上述隔离异步通讯来实现，图9是根据本申请一个实施例的隔离异步通讯方法的流程图。如图9所示，其中，家电设备1000包括第一控制板100、第二控制板200以及根据本申请上述实施例所述的隔离异步通讯电路300，该方法可以包括以下步骤：

S101，确定第一控制板与第二控制板之间的数据收发方。

进一步地，在确定数据的发送方和接收方后，将接收方对应的数据发送端置为高电平。

S102，在第二控制板为数据发送方、第一控制板为数据接收方时，第一放大模块对第一控制板通过其数据发送端输出的高电平进行放大，以控制第一光耦模块导通，以便第二控制板与所述第一控制板之间形成第一通讯环路。

S103，在第一控制板为数据发送方、第二控制板为数据接收方时，第二放大模块对第二控制板通过其数据发送端输出的高电平进行放大，以控制第三光耦模块根据第一控制板的数据发送端电平进行导通或关断，以便第一控制板与第二控制板之间形成第二通讯环路。

需要说明的是，数据在传输过程中通过一位一位的传输来实现通讯，异步通讯是一个字符接着一个字符进行传输，每个字符的传输靠起始位来同步，通常字符的前面一位是起始位，用下降沿(低电平)通知数据接收方开始传输，紧接着起始位之后的是数据位。

进一步地，数据在传输过程中，在需要传输的数据中添加额外的同步起始位和停止位，以实现数据发送和接收的同步。

示例性地，图10是根据本申请一个具体实施例的隔离异步通讯方法流程图，如图10所示，该方法包括以下步骤：

S901，确定第一控制板为数据发送方，第二控制板为数据接收方。

S902，第二控制板的数据发送端置为高电平。

S903，第二控制板从数据接收端接收同步起始位。

S904，判断是否接收到同步起始位，如果是则执行步骤S905，否则执行步骤S903。

S905，第二控制板从数据接收端接收第一控制板从数据发送端发送的数据。

S906，判断第二控制板是否接收到结束位，如果是则执行步骤S907，否则执行步骤S905。

S907，第二控制板对接收到的数据进行处理。

进一步地，图11是根据本申请另一个具体实施例的隔离异步通讯方法流程图，如图11所示，该方法包括以下步骤：

S11，确定第二控制板为数据发送方，第一控制板为数据接收方。

S12，第一控制板数据发送端置为高电平。

S13，第一控制板从数据接收端接收同步起始位。

S14，判断是否接收到同步起始位，如果是则执行步骤S905，否则执行步骤S903。

S15，第一控制板从数据接收端接收第二控制板从数据发送端发送的数据。

S16，判断第一控制板是否接收到结束位，如果是则执行步骤S907，否则执行步骤S905。

S17，第一控制板对接收到的数据进行处理。

根据本申请实施例的隔离异步通讯方法，根据传输数据对应的高电平和低电平控制电路中三极管和光耦的导通和关断，根据电路结构实现数据的传输过程，保证了数据传输过程中的稳定性。

另外，本申请实施例的家电设备的其他构成及作用对本领域的技术人员来说是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，本申请实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本申请实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本申请的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本申请中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种家电设备的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述家电设备包括第一控制板和第二控制板，所述隔离异步通讯电路包括：

第一光耦模块、第二光耦模块、第一校正模块和第一接口，所述第一光耦模块包括第一光耦，所述第二光耦模块包括第二光耦，所述第一光耦中光电二极管的阳极与所述第一控制板的数据发送端相连，所述第一光耦中光电二极管的阴极连接到第二地端，所述第一光耦中光电三极管的发射极与所述第二光耦中光电二极管的阳极相连，所述第一光耦中光电三极管的集电极与所述第一接口的第一管脚相连，所述第二光耦中光电三极管的集电极连接到第二电源，所述第二光耦中光电三极管的发射极与所述第一校正模块相连，所述第二光耦中光电二极管的阴极与所述第一接口的第二管脚相连，所述第一校正模块连接在所述第一控制板的数据接收端与所述第二光耦模块之间，用于对所述第一控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正；

第三光耦模块、第二校正模块和第二接口，所述第三光耦模块包括第三光耦，所述第三光耦中光电二极管的阳极与所述第二控制板的数据发送端相连，所述第三光耦中光电二极管的阴极连接到所述第二接口的第一管脚，所述第三光耦中光电三极管的集电极连接到第一电源，所述第三光耦中光电三极管的发射极与所述第二校正模块相连，所述第二接口的第一管脚用于连接所述第一接口的第一管脚，所述第二接口的第二管脚用于连接所述第一接口的第二管脚，所述第二校正模块连接在所述第二控制板的数据接收端与所述第三光耦模块之间，用于对所述第二控制板的数据接收端接收到的数据进行延时校正；

所述第一校正模块包括：第五电阻、第六电阻、第一电容、第一二极管，所述第五电阻的一端与所述第一控制板的数据接收端相连，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连且具有第一节点，所述第六电阻的另一端连接到所述第二地端，所述第一节点与所述第二光耦中光电三极管的发射极相连，所述第一电容的一端与所述第五电阻的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第六电阻的另一端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一电容的一端相连，所述第一二极管的阴极与所述第一节点相连；

所述第二校正模块包括：第十一电阻、第十二电阻、第三电容和第二二极管，所述第十一电阻的一端与所述第二控制板的数据接收端相连，所述第十二电阻的一端与所述第十一电阻的另一端相连且具有第二节点，所述第十二电阻的另一端连接到第一地端，所述第二节点与所述第三光耦中光电三极管的发射极相连，所述第三电容的一端与所述第十一电阻的一端相连，所述第三电容的另一端与所述第十二电阻的另一端相连后连接到所述第二接口的第二管脚，所述第二二极管的阳极与所述第三电容的一端相连，所述第二二极管的阴极与所述第二节点相连；

其中，在所述第二控制板向所述第一控制板发送数据时，所述第一控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第一光耦模块导通，以使所述第二控制板与所述第一控制板之间形成第一通讯环路；

在所述第一控制板向所述第二控制板发送数据时，所述第二控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第三光耦模块根据所述第一控制板的数据发送端电平进行导通或关断，以使所述第一控制板与所述第二控制板之间形成第二通讯环路。

2.根据权利要求1所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，还包括第一放大模块和第二放大模块，所述第一放大模块连接在所述第一控制板的数据发送端与所述第一光耦模块之间，以对所述第一控制板通过其数据发送端输出的高电平进行放大，所述第二放大模块连接在所述第二控制板的数据发送端与所述第三光耦模块之间，以对所述第二控制板通过其数据发送端输出的高电平进行放大。

3.根据权利要求2所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第一放大模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一控制板的数据发送端相连；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的集电极连接到第二电源，所述第一三极管的发射极与所述第一光耦中光电二极管的阳极相连；

第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一三极管的基极与发射极之间。

4.根据权利要求3所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第一光耦中光电三极管的集电极还通过第三电阻连接到所述第一接口的第一管脚。

5.根据权利要求4所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第二光耦中光电二极管的阴极还通过第四电阻连接到所述第一接口的第二管脚。

6.根据权利要求5所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，还包括：

第一稳压管，所述第一稳压管的阳极连接到所述第二光耦中光电二极管的阴极，所述第一稳压管的阴极连接到所述第一光耦中光电三极管的集电极；

第七电阻，所述第七电阻与所述第一稳压管并联；

第二电容，所述第二电容与所述第一稳压管并联。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第二放大模块包括：

第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二控制板的数据发送端相连；

第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第八电阻的另一端相连，所述第二三极管的集电极连接到第三电源，所述第二三极管的发射极与所述第三光耦中光电二极管的阳极相连；

第九电阻，所述第九电阻连接在所述第二三极管的基极与发射极之间。

8.根据权利要求1所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第三光耦中光电二极管的阴极还通过第十电阻连接到所述第二接口的第一管脚。

9.根据权利要求7所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，还包括：

第四电容，所述第四电容的一端连接到所述第三光耦中光电二极管的阴极，所述第四电容的另一端连接到所述第二接口的第二管脚；

第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第四电容的一端相连，所述第三二极管的阴极连接到所述第二三极管的基极。

10.根据权利要求7所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，所述第一电源和所述第三电源由所述第二控制板的供电电源提供。

11.根据权利要求1所述的隔离异步通讯电路，其特征在于，其中，

所述第一接口和所述第二接口中的第二管脚与零线管脚复用，且还分别至少包括火线管脚；或者

所述第一接口和所述第二接口还分别至少包括火线管脚和零线管脚。

12.一种家电设备，其特征在于，包括：

根据权利要求1-11中任一项所述的隔离异步通讯电路；

第一控制板和第二控制板，所述第一控制板与所述第二控制板之间通过所述隔离异步通讯电路进行异步通讯。

13.一种家电设备的隔离异步通讯方法，其特征在于，所述家电设备包括第一控制板、第二控制板以及根据权利要求1-11中任一项所述的隔离异步通讯电路，所述方法包括：

确定所述第一控制板与所述第二控制板之间的数据收发方；

在所述第二控制板为数据发送方、所述第一控制板为数据接收方时，所述第一控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第一光耦模块导通，以使所述第二控制板与所述第一控制板之间形成第一通讯环路；

在所述第一控制板为数据发送方、所述第二控制板为数据接收方时，所述第二控制板通过其数据发送端输出高电平，控制所述第三光耦模块根据所述第一控制板的数据发送端电平进行导通或关断，以使所述第一控制板与所述第二控制板之间形成第二通讯环路。