CN202995715U - 一种低成本单数据线异步串口通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：由数据通讯回路(1)和主控芯片回路(2)构成，数据通讯回路(1)设有接收/发送端SIG，主控芯片回路(2)的数据输出端连接数据通讯回路(1)数据输入端，主控芯片回路(2)的输出数据在数据通讯回路(1)中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路(1)的信号发送端连接主控芯片回路(2)的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路(1)中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路(2)的信号接收端；由数据通讯电路(1)的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。本实用新型具有结构简单、可靠性高、成本低的特点，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种异步串口通讯电路，尤其是一种低成本单数据线异步串口通讯电路。属于通讯技术领域。
背景技术
目前，微控制器的应用深入各个领域，一个产品的电气控制通常为由两个以微控制器为核心的功能模块组成，两个功能模块间通过数据排线进行信息交互，信息交互需要一定的通讯机制来实现，异步串口通讯因配置简单、容易实现、调试方便的优点已广泛应用于工业设备、家用电器等产品上进行微控制器间的信息交换。
现有的异步串口通讯电路，基本上都是通过集成电路经数据线与其它模块相连接，如图1，该电路经简单调试便能实现异步串口通讯，通讯速度也相对较高，能实现全双工通讯，但该通讯电路存在如下缺点：(1)需要两根通讯数据线，布线的成本相对较高，不适用在通讯距离较长、通讯数据量不大的情况。(2)布线麻烦、线路间的干扰严重，不利于信号的稳定准确传输。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了解决上述现有技术问题，合理高效利用有限的芯片资源，提供了一种低成本单数据线异步串口通讯电路。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案达到：
一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：由数据通讯回路和主控芯片回路构成，数据通讯回路设有接收/发送端SIG，主控芯片回路的数据输出端连接数据通讯回路数据输入端，主控芯片回路的输出数据在数据通讯回路中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路的信号发送端连接主控芯片回路的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路的信号接收端；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。
本实用新型的目的还可以通过以下技术方案达到：
本实用新型的一种实施方案是：所述数据通讯回路由通讯光耦U1，通讯三极管Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1连接构成；在数据通讯回路中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路的信号接收端。
本实用新型的一种实施方案是：所述主控芯片回路由微控制器U0、使能电容C0连接而成，在主控芯片回路中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路的数据输出端、与数据通讯回路数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路的信号接收端、与数据通讯回路的信号发送端连接；微控制器U0的第7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
本实用新型的一种实施方案是：所述三极管Q1为普通NPN型三极管。
本实用新型具有如下突出的有益效果：
1、本实用新型由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。由于使用单数据线通讯，降低布线成本，同时降低因数据线接触不良引起故障的风险，数据通讯电路使用的都是常用的分立元器件，进一步降低产品的成本。整个电路结构简单、可靠性高、成本低，经简单调试便能实现异步串口通讯，具有广阔的应用前景。
2、本实用新型由于使用常用分立元器件和单数据线通讯，降低因数据线接触不良引起故障的风险，电路结构简单，可靠性高，成本低。
附图说明
图1为现有技术中双数据线异步通讯电路原理图。
图2为本实用新型具体的电路原理图。
其中U1-通讯光耦，Q1-通讯三极管，R1～R3-限流电阻，R4～R5上接电阻，C1-滤波电容，U0-微控制器，C0-使能电容。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
具体实施例1：
参照图2，本实施例由数据通讯回路1和主控芯片回路2构成，数据通讯回路1设有接收/发送端SIG，主控芯片回路2的数据输出端连接数据通讯回路1数据输入端，主控芯片回路2的输出数据在数据通讯回路1中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路1的信号发送端连接主控芯片回路2的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路1中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路2的信号接收端；由数据通讯电路1的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。
本实施例中：
数据通讯回路1由通讯光耦U1，通讯三极管Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1连接构成；在数据通讯回路1中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路2的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路2的信号接收端。
主控芯片回路2由微控制器U0、使能电容C0连接而成，在主控芯片回路2中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路2的数据输出端、与数据通讯回路1数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路2的信号接收端、与数据通讯回路1的信号发送端连接；微控制器U0的第7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
参照图2，主控芯片回路2的微控制器U0为常规的微型芯片，数据通讯回路1由常规的通讯光耦U1及常规的三极管、电阻和电容C1构成。电路的具体连接结构如下：通讯光耦U1的1脚与限流电阻R2的一端相连接，通讯光耦U1的2脚分别与通讯三极管的C极、限流电阻R1的一端相连接，限流电阻R1的另一端作为数据通讯电路的输出输入端，与另一个模块的数据通讯电路输出输入端相连接，通讯三极管Q1的B极与限流电阻R3的一端相连接，限流电阻R3的另一端分别与上拉电阻R4的一端、微控制器U0的2脚相连，通讯光耦U1的4脚分别与上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端、微控制器U0的3脚相连接。所述微控制器U0、使能电容C0构成主控芯片电路，微控制器U0的8脚与使能电容C0的一端相连接，微控制器U0的2脚分别与限流电阻R3的另一端、上拉电阻R4的一端相连接，微控制器U0的3脚分别与通讯光耦U1的4脚、上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端相连接。所述三极管Q1为普通NPN型三极管。所述微控制器U0的9脚、限流电阻R2的另一端、上拉电阻R4的另一端、上拉电阻R5的另一端可以接5V。所述微控制器U0的7脚、通讯光耦U1的3脚、通讯三极管Q1的E极、使能电容C0的另一端、滤波电容C1的另一端可以接地。所述通讯光耦U1用于数据的接收。所述通讯三极管Q1用于数据的发送。
本实施例的工作原理：
参照图2，当需要发送信息的时候，数据从微控制器U0的第2脚输出，驱动通讯三极管Q1的基极，使三极管导通，在通讯三极管Q1的集电极形成最终通讯波形，经SIG端口发送到另一个模块上；当模块接收信息的时候，数据从SIG端口输入，经限流电阻R1、R2驱动通讯光耦U1的发光二极管，光耦二极管导通，在通讯光耦U1的输出端形成最终通讯波形，输入微控制器U0的第3脚，实现单数据线双向异步串口通讯。
可见，本实用新型采用一根数据线共同完成数据发送及数据接收工作，一开始时，主模块(主控芯片回路1所在的模块)处于发送状态，从模块(另一模块)处于接收状态，主模块把信息发送到从模块上。若该信息是要求从模块返回信息的话，主模块切换为接收状态，从模块切换为发送状态，主模块接收从模块发送过来的信息。当确认从模块发送完信息后，主模块切换回发送状态，从模块切换回接收状态，实现单数据线双向异步串口通讯。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：由数据通讯回路(1)和主控芯片回路(2)构成，数据通讯回路(1)设有接收/发送端SIG，主控芯片回路(2)的数据输出端连接数据通讯回路(1)数据输入端，主控芯片回路(2)的输出数据在数据通讯回路(1)中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路(1)的信号发送端连接主控芯片回路(2)的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路(1)中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路(2)的信号接收端；由数据通讯电路(1)的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。
2.根据权利要求1所述的一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：所述数据通讯回路(1)由通讯光耦U1，通讯三极管Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1连接构成；在数据通讯回路(1)中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路(2)的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路(2)的信号接收端。
3.根据权利要求1所述的一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：所述主控芯片回路(2)由微控制器U0、使能电容C0连接而成，在主控芯片回路(2)中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路(2)的数据输出端、与数据通讯回路(1)数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路(2)的信号接收端、与数据通讯回路(1)的信号发送端连接；微控制器U0的第7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
4.根据权利要求1所述的一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：主控芯片回路(2)由微控制器U0和使能电容C0连接而成；所述数据通讯回路(1)由通讯光耦U1、通讯三极管Q1、限流电阻R1-R3、上拉电阻R4-R5和滤波电容C1构成；通讯光耦U1的1脚与限流电阻R2的一端相连接，通讯光耦U1的2脚分别与通讯三极管的C极、限流电阻R1的一端相连接，限流电阻R1的另一端作为数据通讯电路的输出输入端，与另一个模块的数据通讯电路输出输入端相连接，通讯三极管Q1的B极与限流电阻R3的一端相连接，限流电阻R3的另一端分别与上拉电阻R4的一端、微控制器U0的2脚相连，通讯光耦U1的4脚分别与上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端、微控制器U0的3脚相连接。所述微控制器U0、使能电容C0构成主控芯片电路，微控制器U0的8脚与使能电容C0的一端相连接，微控制器U0的2脚分别与限流电阻R3的另一端、上拉电阻R4的一端相连接，微控制器U0的3脚分别与通讯光耦U1的4脚、上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端相连接。
5.根据权利要求2或4所述的一种低成本单数据线异步串口通讯电路，其特征在于：所述三极管Q1为普通NPN型三极管。
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