CN207232954U - S‑bus总线通信电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种S‑BUS总线通信电路，包括两线制总线，所述两线制总线包括第一总线S+和的第二总线S‑，第二总线S‑接地，还包括与两线制总线连接的总线主机电路和总线从机电路；所述总线主机电路包括电源电路、主机发码电路与主机解码电路。所述主机发码电路包括第一三极管开关电路，所述第一三极管开关电路输入端连接总线电源和分压电路，控制端连接一第一IO口，输出端依次经推挽输出电路、过流过压保护电路后连接第一总线S+，本实用新型易安装、能有效防反接、防短路，传输距离长、响应速度快，且抗干扰性能强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通信电路，尤其涉及一种S-BUS总线通信电路。
背景技术
S-BUS总线是一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。
现有的总线，存在一定缺陷，比如不易安装，容易反接、短路、传输距离长容易出现数据丢失等问题，且无法外挂多个逻辑功能的电子设备。具有一定的局限性。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种解决上述问题的S-BUS总线通信电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种S-BUS总线通信电路，包括两线制总线，所述两线制总线包括第一总线S+和的第二总线S-，第二总线S-接地，还包括与两线制总线连接的总线主机电路和总线从机电路；
所述总线主机电路包括电源电路、主机发码电路与主机解码电路；
所述电源电路包括总线电源，所述总线电源一路连接一分压电路，一路依次串联一第一采样电阻、第二采样电阻；
所述主机发码电路包括第一三极管开关电路，所述第一三极管开关电路输入端连接总线电源和分压电路，控制端连接一第一IO口，输出端依次经推挽输出电路、过流过压保护电路后连接第一总线S+，所述第一三极管开关电路用于根据第一IO口的高低电平，选择输出电源总线或分压电阻的电压至推挽输出电路，所述推挽输出电路包括输出端和电源输入端，其电源输入端连接第二采样电阻远离第一采样电阻的一端，输出端经过流过压保护电路连接第一总线S+；
所述主机解码电路包括PNP型的第一三极管和第二三极管，第一三极管的e极和c极分别连接第一采样电阻两端，b极经第二三极管开关电路连接一第二IO口，第二三极管的e极和c极分别连接第二采样电阻两端，b极经第三三极管开关电路连接一第三IO口；
所述总线从机电路包括从机发码电路和从机回码电路；
所述从机发码电路包括一电压比较器，所述电压比较器输出端连接第一总线S+，输出端连接一控制信号输出端；
所述从机回码电路包括恒流源输出电路，所述恒流源输出电路输入端连接第一总线S+，输出端连接第二总线S-，控制端连接一控制信号输入端；
所述控制信号输出端和控制信号输入端均用于输出或输入高低电平。
作为优选：所述过流过压保护电路由过流保护电路和过压保护电路构成，所述过流保护电路为设置在推挽输出电路和第一总线S+之间的自恢复保险丝，所述过压保护电路为设置在推挽输出电路和自恢复保险丝间，反向接地的二极管。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、远距离传输：在要求通信距离为几十米到上千米时，S-BUS总线能稳定工作，经测验得出，S-BUS总线在通信距离为 2千米的情况下，通信误码率低于5%
2、多节点通信：S-BUS总线通信网络中可挂载节点数为1024个
3、高速率响应：主机设置广播查询机制，当从机发生敏感信号时，主机能在10S内通过查询的方式获取。
4、抗干扰性强：在距离场强为10V/m的射频场仅有10米处，S-BUS总线仍能正常工作；S-BUS总线亦具有良好的抗电快速瞬变脉冲群干扰的能力。
5：安装简便：S-BUS总线的载体为普通双绞线，无需使用屏蔽材料
6、防反接、防短路：S-BUS易于工业安装，内置限流保护和电压防反偏电路，在施工现场中出现了误操作，S-BUS总线接口不会损坏。
附图说明
图1为本实用新型结构原理图；
图2为本实用新型的总线时序图前半部分；
图3为本实用新型的总线时序图后半部分。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：参见图1到图3，一种S-BUS总线通信电路，包括两线制总线，所述两线制总线包括第一总线S+和的第二总线S-，第二总线S-接地，还包括与两线制总线连接的总线主机电路和总线从机电路；
所述总线主机电路包括电源电路、主机发码电路与主机解码电路；
所述电源电路包括总线电源，所述总线电源一路连接一分压电路，一路依次串联一第一采样电阻、第二采样电阻；
所述主机发码电路包括第一三极管开关电路，所述第一三极管开关电路输入端连接总线电源和分压电路，控制端连接一第一IO口，输出端依次经推挽输出电路、过流过压保护电路后连接第一总线S+，所述第一三极管开关电路用于根据第一IO口的高低电平，选择输出电源总线或分压电阻的电压至推挽输出电路，所述推挽输出电路包括输出端和电源输入端，其电源输入端连接第二采样电阻远离第一采样电阻的一端，输出端经过流过压保护电路连接第一总线S+；
所述主机解码电路包括PNP型的第一三极管和第二三极管，第一三极管的e极和c极分别连接第一采样电阻两端，b极经第二三极管开关电路连接一第二IO口，第二三极管的e极和c极分别连接第二采样电阻两端，b极经第三三极管开关电路连接一第三IO口；
所述总线从机电路包括从机发码电路和从机回码电路；
所述从机发码电路包括一电压比较器，所述电压比较器输出端连接第一总线S+，输出端连接一控制信号输出端；
所述从机回码电路包括恒流源输出电路，所述恒流源输出电路输入端连接第一总线S+，输出端连接第二总线S-，控制端连接一控制信号输入端；
所述控制信号输出端和控制信号输入端均用于输出或输入高低电平。
本实施例中：所述过流过压保护电路由过流保护电路和过压保护电路构成，所述过流保护电路为设置在推挽输出电路和第一总线S+之间的自恢复保险丝，所述过压保护电路为设置在推挽输出电路和自恢复保险丝间，反向接地的二极管。
本发明设置了两线制总线和连接在总线间的总线主机电路和总线从机电路，总线主机电路用来连接主机的IO口，并主机发码、主机解码，总线从机电路用来连接各种从机的IO口，实现从机发码和从机回码。
其中，总线电源、分压电路、第一采样电阻、第二采样电阻构成了总线电源，本实施例中，总线电源为24V，分压电路为12V，第一三极管开关电源通过第一IO口连接主机，根据主机输出的高低电平，选通向推挽输出电路输出的电压值，我们设第一IO口输出高电平时，第一三极管开关电源选通12V电压，此时推挽输出电路向第一总线S+输出12V电压信号，将第一总线S+电压值拉低，反之向第一总线S+输出24V电压信号，此时第一总线S+电压值为24V；
此时，当第一总线S+电压值被拉低时，从机发码电路中的电压比较器根据电压值进行比较，并对应从控制信号输出端输出高电平或低电平，我们设第一总线S+被拉低至12V时，控制信号输出端输出低电平，根据主机发码电路控制一系列的高低电平值，我们能通过从机发码电路获得一系列的高低电平值，从而向从机发送控制信号，控制从机执行，而从机执行控制命令后，通过控制信号输入端口向恒流源电路输出高低电平信号，而恒流源电路根据高低电平信号，控制输出一个恒流源，我们假设控制信号输入端为高电平时，恒流源电路输出一个60mA左右的大电流，被第一采样电阻、第二采样电阻探测到，并分别导通第一三极管和第二三极管，从而促发第二三极管开关电路、第三三极管开关电路跳变，输出高低电平，本实施例中，设置大电流通过时，第一三极管和第二三极管导通，第二三极管开关电路、第三三极管开关电路输出低电平，由于第二三极管开关电路、第三三极管开关电路分别连接第二IO口、第三IO口，与主机连接，主机根据其高低电平值，获取到对应的编码。
本实用新型需结合对应的软件时序实现控制，一个完整的数据帧由帧起始、主机发送数据、回码等待、从机回码四部分组成，总线空闲时保持为24V。由于一帧数据中的有效数据位长度不固定，因此一帧所需时间不固定。具体总线时序图参见图2、图3，图中有以下重要信息：
帧起始：发送一个数据0和一个数据1，作为帧起始，同时作探测器接收脉宽的基准（t1时长的12V电信号代表0；t3时长的12V电信号代表1）；
数据位间隔：t2时长；
回码等待：t4时长。
在一帧通信的数据交互中，主机从机的操作分为以下几个步骤：
| （步骤） | 主机 | 从机 |
| 1帧起始 | 发送如图2所示的帧起始信号。 | 获取主机的帧起始信号，计算脉宽，由此得到“0”、“1”数据基准。 |
| 2 主机发码 | 主机发送指令数据，长度不定，单位为byte，以及1byte的校验数据，每一位数据间隔时间为图2中的t2时长。 | 从机获取指令数据，并在接受完成指令数据后进行校验 |
| 3 回码等待 | 主机进入t4时间长度的回码等待 | 对接收到的指令进行判断 |
| 4 从机回码 | 主机循环将总线电压置为12V等待从机回码 | 回码 |
Claims (2)
1.一种S-BUS总线通信电路，包括两线制总线，所述两线制总线包括第一总线S+和的第二总线S-，第二总线S-接地，其特征在于：还包括与两线制总线连接的总线主机电路和总线从机电路；
所述总线主机电路包括电源电路、主机发码电路与主机解码电路；
所述电源电路包括总线电源，所述总线电源一路连接一分压电路，一路依次串联一第一采样电阻、第二采样电阻；
所述主机发码电路包括第一三极管开关电路，所述第一三极管开关电路输入端连接总线电源和分压电路，控制端连接一第一IO口，输出端依次经推挽输出电路、过流过压保护电路后连接第一总线S+，所述第一三极管开关电路用于根据第一IO口的高低电平，选择输出电源总线或分压电阻的电压至推挽输出电路，所述推挽输出电路包括输出端和电源输入端，其电源输入端连接第二采样电阻远离第一采样电阻的一端，输出端经过流过压保护电路连接第一总线S+；
所述主机解码电路包括PNP型的第一三极管和第二三极管，第一三极管的e极和c极分别连接第一采样电阻两端，b极经第二三极管开关电路连接一第二IO口，第二三极管的e极和c极分别连接第二采样电阻两端，b极经第三三极管开关电路连接一第三IO口；
所述总线从机电路包括从机发码电路和从机回码电路；
所述从机发码电路包括一电压比较器，所述电压比较器输出端连接第一总线S+，输出端连接一控制信号输出端；
所述从机回码电路包括恒流源输出电路，所述恒流源输出电路输入端连接第一总线S+，输出端连接第二总线S-，控制端连接一控制信号输入端；
所述控制信号输出端和控制信号输入端均用于输出或输入高低电平。
2.根据权利要求1所述的S-BUS总线通信电路，其特征在于：所述过流过压保护电路由过流保护电路和过压保护电路构成，所述过流保护电路为设置在推挽输出电路和第一总线S+之间的自恢复保险丝，所述过压保护电路为设置在推挽输出电路和自恢复保险丝间，反向接地的二极管。
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| CN201721097277.6U CN207232954U (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | S‑bus总线通信电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116248434A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-09 | 北京智芯传感科技有限公司 | 一种二总线的通信方法、装置、设备及存储介质 |
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- 2017-08-30 CN CN201721097277.6U patent/CN207232954U/zh active Active
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| CN116248434B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-30 | 北京智芯传感科技有限公司 | 一种二总线的通信方法、装置、设备及存储介质 |
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