CN207458047U - 一种单线串口馈电增强电路 - Google Patents

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伍银锋
陈小军
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Abstract

本实用新型公开了一种单线串口馈电增强电路,包括中央处理器CPU和工作电源,还包括用于电路工作控制的mos管、第一电阻和上拉电阻,所述上拉电阻一端与mos管的源极连接并且另一端与中央处理器CPU的发送接收管脚连接,所述中央处理器CPU的一控制管脚与mos管的栅极连接,所述中央处理器CPU的发送接收管脚与mos管的漏极连接,所述mos管的源极与工作电源连接并且mos管的源极通过第一电阻与栅极连接,从而形成强上拉电路。本实用新型中通过增加一个MOS管和中央处理器CPU连接即可通过中央处理器CPU自动控制提高通信正确性和稳定性。

Description

一种单线串口馈电增强电路
技术领域
本实用新型涉及单线串口通信领域,尤其涉及一种单线串口馈电增强电路。
背景技术
单线串口通常应用于仪器仪表通信。由于只需要一个信号线传送信号,因此在一些功能简单,传送速率要求不高,低成本的场合应用广泛。
但是,单线串口的缺点也比较突出,单线串口下端设备通常由于结构简单,需要从单线串口的信号线取电来维持自身工作。而单线串口本身由于是从单片机管脚引出的单端信号,信号本身容易受到干扰,同时单片机本身驱动力非常有限导,从而导致传输距离近并且无法很好的为下端设备负载供电。
实用新型内容
本实用新型的目的是,提供一种单线串口馈电增强电路,可以有效提高通信正确性和稳定性。
为实现该目的,提供了一种单线串口馈电增强电路,包括中央处理器CPU和工作电源,还包括用于电路工作控制的mos管、第一电阻和上拉电阻,所述上拉电阻一端与mos管的源极连接并且另一端与中央处理器CPU的发送接收管脚连接,所述中央处理器CPU的一控制管脚与mos管的栅极连接,所述中央处理器CPU的发送接收管脚与mos管的漏极连接,所述mos管的源极与工作电源连接并且mos管的源极通过第一电阻与栅极连接,从而形成强上拉电路。
优选地,所述工作电源为直流电源并且提供3.3-24V直流电。
优选地,所述上拉电阻阻值为3.3-24KΩ。
优选地,所述mos管为开关频率大于发送接收管脚数据的传输速率10倍的mos管。
优选地,所述mos管为过流量大于与发送接收管脚连接的下端设备用电量2倍的mos管。
本实用新型与现有技术相比,其有益效果在于:
本实用新型中通过增加一个MOS管和中央处理器CPU连接即可通过中央处理器CPU自动控制提高通信正确性和稳定性。在本实用新型中通过mos管、第一电阻和上拉电阻即能够实现目的,使得整体电路结构巧妙,成本低。本实用新型中单线串口在中央处理器CPU发送阶段,能够确保数据上升沿、下降沿足够陡峭,从而确保数据正确性;在单线串口空闲阶段时,自动进入供电状态,确保下端设备正常工作。本实用新型能够使数据传输可靠性和带负载能力得到有效的提升。
附图说明
图1为本实用新型电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例,对本实用新型作进一步的描述,但不构成对本实用新型的任何限制,任何在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改,仍在本实用新型的权利要求范围内。
如图1所示,本实用新型提供了一种单线串口馈电增强电路,包括中央处理器CPU和工作电源VCC,还包括用于电路工作控制的mos管Q1、第一电阻R1和上拉电阻Rup,上拉电阻Rup一端与mos管Q1的源极连接并且另一端与中央处理器CPU的发送接收管脚T/R连接,中央处理器CPU的一控制管脚IO_CTR与mos管Q1的栅极连接,中央处理器CPU的发送接收管脚T/R与mos管Q1的漏极连接,mos管Q1的源极与工作电源VCC连接并且mos管Q1的源极通过第一电阻R1与栅极连接,从而形成强上拉电路。
工作电源VCC为直流电源并且提供3.3-24V直流电。上拉电阻Rup阻值为3.3-24KΩ。
在本实施例中,工作电源VCC根据实际需要进行选择,可以为3.3V或6V或12V或24V直流电。上拉电阻Rup根据工作电源VCC的电压进行选择,上拉电阻Rup的阻值为工作电源VCC电压的1000左右。
在本实施例中,第一电阻R1取值范围与工作电源VCC电压和CPU管脚的最大通流能力Iio相关,其关系为(Vcc/Iio)*5>R1>Vcc/Iio。
mos管Q1为开关频率大于发送接收管脚T/R数据的传输速率10倍的mos管。mos管Q1为过流量大于与发送接收管脚T/R连接的下端设备用电量2倍的mos管。此外,mos管Q1还需根据耐压值VR进行选择,其中耐压值VR>Vcc。
本实施例的工作过程,中央处理器CPU信号发送阶段:当CPU没发送数据到发送接收管脚T/R时,控制管脚IO_CTR输出低电平,这时mos管Q1被导通,发送接收管脚T/R电位被拉高,可通过信号线1-WIRE给下端设备供电;当中央处理器CPU要给发送接收管脚T/R发送信号‘0’时,中央处理器CPU首先让控制管脚IO_CTR变为高阻态,这时mos管Q1截止,经过设定时间后,中央处理器CPU控制发送接收管脚T/R输出低电平,进行信号‘0’发送;当中央处理器CPU要给发送接收管脚T/R发送信号‘1’时,中央处理器CPU首先控制发送接收管脚T/R输出高电平,进行信号‘1’发送,然后经过设定时间后,中央处理器CPU控制控制管脚IO_CTR输出低电平,这时mos管Q1再次导通,发送接收管脚T/R电位再次被mos管Q1拉高。中央处理器CPU信号接收阶段:根据单线串口协议,当中央处理器CPU发送完一段指令后,下端设备将会反馈一段数据,这时控制管脚IO_CTR需要释放,信号传输给下端设备控制,因此中央处理器CPU控制将mos管Q1截止。空闲阶段:当中央处理器CPU发送完指令并接收完数据后,没有新的指令需要发送时,单线串口进入空闲状态,此时,中央处理器CPU控制控制管脚IO_CTR输出低电平,让mos管Q1导通,发送接收管脚T/R连接的信号线1-WIRE继续给下端设备供电。
本实用新型中通过增加一个MOS管和中央处理器CPU连接即可通过中央处理器CPU自动控制提高通信正确性和稳定性。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出对于本领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种单线串口馈电增强电路,包括中央处理器CPU和工作电源(VCC),其特征在于:还包括用于电路工作控制的mos管(Q1)、第一电阻(R1)和上拉电阻(Rup),所述上拉电阻(Rup)一端与mos管(Q1)的源极连接并且另一端与中央处理器CPU的发送接收管脚(T/R)连接,所述中央处理器CPU的一控制管脚(IO_CTR)与mos管(Q1)的栅极连接,所述中央处理器CPU的发送接收管脚(T/R)与mos管(Q1)的漏极连接,所述mos管(Q1)的源极与工作电源(VCC)连接并且mos管(Q1)的源极通过第一电阻(R1)与栅极连接,从而形成强上拉电路。
2.根据权利要求1所述的一种单线串口馈电增强电路,其特征在于:所述工作电源(VCC)为直流电源并且提供3.3-24V直流电。
3.根据权利要求1所述的一种单线串口馈电增强电路,其特征在于:所述上拉电阻(Rup)阻值为3.3-24KΩ。
4.根据权利要求1所述的一种单线串口馈电增强电路,其特征在于:所述mos管(Q1)为开关频率大于发送接收管脚(T/R)数据的传输速率10倍的mos管。
5.根据权利要求4所述的一种单线串口馈电增强电路,其特征在于:所述mos管(Q1)为过流量大于与发送接收管脚(T/R)连接的下端设备用电量2倍的mos管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114817097A (zh) * 2022-05-09 2022-07-29 深圳市科创奇科技有限公司 一种单线通讯方法、系统、装置及存储介质

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CP03 Change of name, title or address
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