CN201867801U - 一种空调用通讯信号转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调用通讯信号转换装置，包括用于连接计算机的电脑接口和用于连接空调器通信总线的空调接口，在两路接口之间连接有信号格式转换电路。本实用新型的空调用通讯信号转换装置，在空调产品与外部计算机之间建立起通信桥梁，实现二者之间通讯信号的双向转换及传输。计算机可以将空调器的运行数据进行实时显示和存储，从而让产品开发人员能够通过对实验数据和产品运行参数的对比来准确确认产品状况，高效完成产品开发，减少实验室资源和能源的浪费，并且有助于提高产品的开发速度，节省企业成本，提高资源利用率。同时，本实用新型的转换装置还可以应用于空调产品的故障检测中，以帮助维修人员迅速定位故障点，提高维修效率。

Description

一种空调用通讯信号转换装置

技术领域

本实用新型属于信号处理电路技术领域，具体地说，是涉及一种通讯信号转换电路。

背景技术

在空调产品的开发和调试过程中，往往需要进行大量的实验，获取大量的数据。而目前大部分企业在对空调产品进行测试时，都是采用建立大量的实验室，将空调产品放入实验室中，并控制空调产品按照实验模式运行，然后通过观察实验结果的方式进行。在整个测试过程中，空调产品和计算机之间不进行任何数据交互，产品开发人员只能通过实验结果来判定产品是否满足要求，而不能随时知晓产品的真实运行参数。这样一来，往往会为了解决一个问题需要进行多次重复实验，不仅造成了实验资源和能源的极大浪费，而且产品的开发效率低下，产品运行的可靠性难以保证。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有空调产品测试模式所存在的资源浪费、效率低下的问题，提供了一种空调用通讯信号转换装置，通过该装置可以实现空调产品与外部计算机之间的信息交互，从而方便产品开发人员迅速、准确地判断产品的真实状况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种空调用通讯信号转换装置，包括用于连接计算机的电脑接口和用于连接空调器通信总线的空调接口，在两路接口之间连接有信号格式转换电路。

优选的，所述电脑接口为RS485总线接口，所述空调接口为用于连接空调器中HBS总线的无极性差分接口。

进一步的，在所述信号格式转换电路中包括用于完成信号协议转换的MCU、连接在所述电脑接口与MCU之间的RS485接口芯片、以及连接在所述空调接口与MCU之间的HBS总线控制模块。

其中，所述RS485接口芯片用于完成RS485电平与TTL电平之间的转换，其差分信号端连接所述的电脑接口，RS485接口芯片的接收器输出端和驱动器输入端分别与MCU的数据接收引脚和数据发送引脚对应连接。

进一步的，所述RS485接口芯片的接收使能端和发送使能端连接MCU的同一路I/O口，接收MCU输出的接收/发送使能信号。

又进一步的，所述HBS总线控制模块用于完成HBS协议总线信号与TTL电平之间的转换，其差分信号输入端和输出端连接空调接口，其TTL电平输入端和输出端连接所述的MCU。

再进一步的，所述空调接口的差分信号线一方面通过一组隔直电容和限流电阻连接HBS总线控制模块的差分信号输入端，另一方面通过另外一组隔直电容、箝位保护电路和阻抗匹配电路连接所述HBS总线控制模块的差分信号输出端。

更进一步的，所述HBS总线控制模块的TTL电平输入端同时接收MCU转换生成的发送信号和时钟信号；所述HBS总线控制模块的TTL电平输出端输出转换后的接收信号，经由两级三极管组成的滤波整形电路处理后，传输至所述的MCU。

作为所述空调用通讯信号转换装置的其中一种供电方式，在所述装置中还包括电源模块，其输入端连接装置上的电源接口，将通过所述电源接口接入的交流电源转换成直流电源后，为所述的信号格式转换电路供电。

优选的，在所述装置中还设置有与所述MCU相连接的编程接口和上电复位电路；其中，所述MCU的复位引脚同时连接所述上电复位电路和编程接口的复位信号输出端。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的空调用通讯信号转换装置，在空调产品与外部计算机之间建立起通信桥梁，实现二者之间通讯信号的双向转换及传输。计算机可以将空调器的运行数据进行实时显示和存储，从而让产品开发人员能够通过对实验数据和产品运行参数的对比来准确确认产品状况，高效完成产品开发，减少实验室资源和能源的浪费，并且有助于提高产品的开发速度，节省企业成本，提高资源利用率。同时，本实用新型的转换装置还可以应用于空调产品的故障检测中，以帮助维修人员迅速定位故障点，提高维修效率。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的空调用通讯信号转换装置的电路原理框图；

图2是图1中电源模块的一种实施例的电路原理图；

图3是图1中信号格式转换电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

实施例一，本实施例为了使空调产品的开发人员能够直观、方便地掌握空调产品的运行状况，设计了如图1所示的空调用通讯信号转换装置，主要包括用于连接计算机的电脑接口、用于连接空调器中通信总线的空调接口、以及连接在两路接口之间的信号格式转换电路。将该装置连接在待测空调产品与计算机之间，便可以实现空调器与计算机之间数据的双向通信。由此一来，空调产品的开发人员不仅可以通过计算机向空调器写入设定参数，以控制空调器的运行模式，而且空调器运行过程中产生的运行数据也可以通过计算机显示出来，提供给开发人员进行观测，进而对空调器的运行状况做出准确判断。

考虑到现有计算机与空调器的具体配置情况，本实施例优选将该装置的电脑接口设计成RS485总线接口，通过串行485总线连接计算机的RS485串口；而其空调接口则优选设计成无极性差分接口，以用于连接空调器中HBS通信电路的HBS总线(HBS为Home Bus System的英文缩写，即家庭总线系统)。

除此之外，在本实施例的通讯信号转换装置中还设置有独立的电源模块，如图1所示，用于将外部接入的交流电源转换为低压直流电源，为装置内部的信号格式转换电路提供工作电源。图2为所述电源模块的一种具体电路设计方式，其输入端LIN、NIN连接电源接口CN1、CN2，所述电源接口CN1、CN2可以具体设置在该信号转换装置的壳体上。通过电源接口CN1、CN2接入的交流电源经保险丝F1、共模电感L1连接变压器的初级CN5，经变压器进行降压变换后，通过变压器的次级CN9连接到整流桥D2-D5，利用整流桥D2-D5将交流电压转换为直流电压后，进一步通过稳压芯片IC1转换生成后级的信号格式转换电路所需的工作电源输出，比如输出+5V直流电源等，以满足该装置中各负载的用电需求。

在所述电源模块中还可以进一步连接压敏电阻VA1和滤波电容C1-C6，如图2所示。通过在交流火线和零线之间连接压敏电阻VA1，可以起到有效抑制浪涌电压的作用，以保护装置中各负载的用电安全；通过连接滤波电容C1-C6，可以达到抑制干扰、稳定电源输出的目的。

当然，本实施例的电源模块并不仅限于以上组建形式，也可以直接从计算机或者空调器中获取直流电源，通过简单的稳压电路进行稳压变换处理后，提供该装置中信号格式转换电路所需的工作电源，本实施例并不仅限于以上举例。

图3为所述信号格式转换电路的一种具体电路组建形式，主要包括用于完成信号协议转换的MCU芯片IC2、以及与所述MCU相连接的RS485接口芯片IC4和HBS总线控制模块IC3。其中，RS485接口芯片IC4连接电脑接口CN3、CN4，用于完成RS485电平与TTL电平之间的转换。具体来讲，可以将RS485接口芯片IC4的差分信号端A、B与电脑接口CN4、CN3对应连接，其间可以进一步连接匹配电阻R32，以实现计算机与该装置电路之间的阻抗匹配。在所述RS485接口芯片IC4的TTL电平收发侧，其接收器输出端RO和驱动器输入端DI分别与MCU的数据接收引脚RXD_2和数据发送引脚TXD_2对应连接，与MCU之间进行数据通信。对于采用半双工通讯方式的RS485接口芯片IC4来说，还需要将所述RS485接口芯片IC4的接收使能端RE和发送使能端DE连接到MCU，具体可以直接与MCU的同一路I/O口相连接，比如MCU的P32引脚，接收MCU输出的接收/发送使能信号RT-ENABLE。当计算机需要向空调器发送指令或者写入设定参数时，MCU置RT-ENABLE为低，控制RS485接口芯片IC4处于接收状态，将计算机发出的RS485差分信号转换为TTL电平信号，通过其接收器输出端RO发送给MCU，进而经MCU进行协议变换后，输出至HBS总线控制模块IC3。而当计算机需要接收空调器反馈的运行数据时，MCU置RT-ENABLE为高，控制RS485接口芯片IC4处于发送状态，进而将转换后的TTL电平信号传输至RS485接口芯片IC4的驱动器输入端DI，经所述RS485接口芯片IC4实现TTL电平到RS485电平的转换后，通过其差分信号端A、B输出给计算机，以实现产品开发人员对空调器运行状况的监测。

而HBS总线控制模块IC3则连接在空调接口CN7与MCU之间，用于完成HBS协议总线信号与TTL电平之间的转换，如图3所示。具体来讲，可以将HBS总线控制模块IC3的差分信号输入端IN1、IN2分别通过限流电阻R17、R18和隔直电容C9、C12连接到所述的空调接口CN7上。在空调器的HBS总线中传输的运行数据通过，以无极性差分信号的形成传输至HBS总线控制模块IC3的差分信号输入端IN1、IN2，经HBS总线控制模块IC3转换为TTL电平后，通过其TTL电平输出端Out输出，并进一步通过由两级三极管Q1、Q2组成的滤波整形电路处理后(即对波形进行两次反向处理)，传输至MCU的另一路数据接收引脚RXD和一中断引脚IRQ1。所述MCU通过中断引脚IRQ1接收来自空调器的数据信号，以实现对空调器中HBS总线的监听，并在监听到无其它控制单元占用HBS总线时，连通空调器与计算机的通信回路，开始对空调器进行检测。此时，MCU将通过其数据接收引脚RXD接收到的TTL电平信号进行协议转换后，通过其数据发送引脚TXD_2输出给RS485接口芯片IC4，进而通过RS485接口芯片IC4转换为RS485信号，传输至外部计算机。对于MCU通过其数据接收引脚RXD_2接收到的来自计算机的数据信号SCII-DATA，则经MCU进行协议转换后，通过其另外一路数据发送引脚TXD传输至HBS总线控制模块IC3的TTL电平输入端IN。所述HBS总线控制模块IC3的TTL电平输入端IN同时接收MCU输出的同步时钟信号SCK，将同步时钟信号与待发送的数据信号进行叠加后，转换成无极性的差分信号，通过HBS总线控制模块IC3的差分信号输出端Out/A、Out/B输出，进而经隔直电容C16、C18传输至空调器。

在本实施例中，为了实现该装置电路与空调器内部电路的匹配，在所述HBS总线控制模块IC3的差分信号输出端Out/A、Out/B与空调接口CN7之间的连线中还连接有由电阻R25和电容C13并联组成的阻抗匹配电路，参见图3所示。与此同时，还可以在所述连线中进一步设置箝位电路ZD1-ZD4和保险丝F2，以实现对该装置的保护。

除此之外，为了方便对该装置中的运行程序进行更新或者升级，在本实施例中还设计了编程接口CN10，参见图3所示，连接所述的MCU芯片IC2，以实现外部编程器与MCU之间的数据通信。其中，为了实现编程器对MCU的复位控制，将MCU的复位引脚RES与编程接口CN10的复位信号输出端(即13脚)连接，编程器通过输出低电平有效的复位信号RESET2来控制MCU准确复位。与此同时，MCU的复位引脚RES同时与该装置中设置的上电复位电路IC5相连接，通过IC5实现对MCU的上电复位控制以及电压波动时的复位控制，以防止MCU失控。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调用通讯信号转换装置，其特征在于：包括用于连接计算机的电脑接口和用于连接空调器通信总线的空调接口，在两路接口之间连接有信号格式转换电路。

2.根据权利要求1所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述电脑接口为RS485总线接口，所述空调接口为用于连接空调器中HBS总线的无极性差分接口。

3.根据权利要求2所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：在所述信号格式转换电路中包括用于完成信号协议转换的MCU、连接在所述电脑接口与MCU之间的RS485接口芯片、以及连接在所述空调接口与MCU之间的HBS总线控制模块。

4.根据权利要求3所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述RS485接口芯片用于完成RS485电平与TTL电平之间的转换，其差分信号端连接所述的电脑接口，RS485接口芯片的接收器输出端和驱动器输入端分别与MCU的数据接收引脚和数据发送引脚对应连接。

5.根据权利要求4所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述RS485接口芯片的接收使能端和发送使能端连接MCU的同一路I/O口，接收MCU输出的接收/发送使能信号。

6.根据权利要求3所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述HBS总线控制模块用于完成HBS协议总线信号与TTL电平之间的转换，其差分信号输入端和输出端连接空调接口，其TTL电平输入端和输出端连接所述的MCU。

7.根据权利要求6所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述空调接口的差分信号线一方面通过一组隔直电容和限流电阻连接HBS总线控制模块的差分信号输入端，另一方面通过另外一组隔直电容、箝位保护电路和阻抗匹配电路连接所述HBS总线控制模块的差分信号输出端。

8.根据权利要求7所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：所述HBS总线控制模块的TTL电平输入端同时接收MCU转换生成的发送信号和时钟信号；所述HBS总线控制模块的TTL电平输出端输出转换后的接收信号，经由两级三极管组成的滤波整形电路处理后，传输至所述的MCU。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：在所述装置中还包括电源模块，其输入端连接装置上的电源接口，将通过所述电源接口接入的交流电源转换成直流电源后，为所述的信号格式转换电路供电。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的空调用通讯信号转换装置，其特征在于：在所述装置中还设置有与所述MCU相连接的编程接口和上电复位电路；其中，所述MCU的复位引脚同时连接所述上电复位电路和编程接口的复位信号输出端。

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