CN208924258U - 一种电表的rs485全双工通讯电路 - Google Patents
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Abstract
一种电表的RS485全双工通讯电路，包括具有UART口的微处理器，其特征在于：还包括RS485收发器，所述RS485收发器具有两路485总线、一数据接收使能端、一数据发送使能端、以及用于与微处理器的UART口的发送引脚和接收引脚电连接的数据接收端和数据发送端，所述微处理器的第一I/O引脚和第二I/O引脚分别与RS485收发器的数据接收使能端和数据发送使能端电连接。该电表的RS485全双工通讯电路可实现数据同时接收和发送、通讯效率较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电表技术领域，具体涉及一种电表的RS485全双工通讯电路。
背景技术
目前电表行业的RS485都是采用半双工的通讯方式，数据无法同时进行接收和发送，通讯效率较低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可实现数据同时接收和发送、通讯效率较高的电表的RS485全双工通讯电路。
本实用新型的技术解决方案是：一种电表的RS485全双工通讯电路，包括具有UART口的微处理器，其特征在于：还包括RS485收发器，所述RS485收发器具有两路485总线、一数据接收使能端、一数据发送使能端、以及用于与微处理器的UART口的发送引脚和接收引脚电连接的数据接收端和数据发送端，所述微处理器的第一I/O引脚和第二I/O引脚分别与RS485收发器的数据接收使能端和数据发送使能端电连接，用于在数据接收使能端和数据发送使能端均使能时由微处理器经RS485收发器从一路485总线上接收数据并同时由微处理器经RS485收发器向另一路485总线发送数据。
采用上述结构后，本发明具有以下优点：
本实用新型电表的RS485全双工通讯电路采用具有两路485总线的RS485收发器，能分别对数据接收和发送进行独立控制，既可使RS485收发器半双工工作，也可在数据接收使能端和数据发送使能端均使能时使RS485收发器全双工工作，这样电表可以在一路485总线上接收数据并同时通过另一路485总线发送数据，从而实现了数据的同时接收和发送，通讯效率较高。
作为优选，所述RS485收发器的型号为THVD1512。该型号的RS485收发器抗电磁干扰能力强，可适用于恶劣的工业环境中，而且体积小，有利于产品的小型化。
作为优选，所述微处理器的第一I/O引脚通过第一光电耦合模块与RS485收发器的数据接收使能端电连接。该设置利用光电耦合模块使后端电路的干扰信号与微处理器隔离开来，抗干扰能力强，从而可保证信号稳定可靠地输入到微处理器上。
作为优选，所述第一光电耦合模块包括第一光电耦合器、第一电阻和第二电阻，所述第一光电耦合器的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第一电阻与微处理器的第一I/O引脚电连接，引脚3与RS485收发器的数据接收使能端电连接，引脚3还通过第二电阻与数字地电连接，引脚4与第二电源电压电连接。该第一光电耦合模块结构简单、成本低廉。
作为优选，所述微处理器的第二I/O引脚通过第二光电耦合模块与RS485收发器的数据发送使能端电连接。该设置利用光电耦合模块使后端电路的干扰信号与微处理器隔离开来，抗干扰能力强，从而可保证信号稳定可靠地输入到微处理器上。
作为优选，所述第二光电耦合模块包括第二光电耦合器、第三电阻和第四电阻，所述第二光电耦合器的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第三电阻与微处理器的第二I/O引脚电连接，引脚3与RS485收发器的数据发送使能端电连接，引脚3还通过第四电阻与数字地电连接，引脚4与第二电源电压电连接。该第二光电耦合模块结构简单、成本低廉。
作为优选，所述微处理器的UART口的发送引脚通过第三光电耦合模块与RS485收发器的数据接收端电连接。该设置进一步利用光电耦合模块使后端电路的干扰信号与微处理器隔离开来，抗干扰能力强，从而可保证信号稳定可靠地输入到微处理器上。
作为优选，所述第三光电耦合模块包括第三光电耦合器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容和第一NPN型三极管，所述第三光电耦合器的引脚1与第二电源电压电连接，引脚2通过第九电阻与RS485收发器的数据接收端电连接，引脚3分别与第一电容的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端电连接，引脚4与第一电源电压电连接，所述第一电容的另一端和第七电阻的另一端均与第一NPN型三极管的基极电连接，所述第八电阻的另一端和第一NPN型三极管的发射极均与模拟地电连接，所述第一NPN型三极管的集电极通过第六电阻与第一电源电压电连接，所述第一NPN型三极管的集电极还通过第五电阻与微处理器的UART口的发送引脚电连接。该第三光电耦合模块在输出端设置电容、三极管和电阻的信号调理电路，可防止光耦传输速率过快，导致输出波形出现重叠、尖波等干扰，从而能保证微处理器能准确可靠地接收信号。
作为优选，所述微处理器的UART口的接收引脚通过第四光电耦合模块与RS485收发器的数据发送端电连接。该设置进一步利用光电耦合模块使后端电路的干扰信号与微处理器隔离开来，抗干扰能力强，从而可保证信号稳定可靠地输入到微处理器上。
作为优选，所述第四光电耦合模块包括第四光电耦合器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第二电容和第二NPN型三极管，所述第四光电耦合器的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第十电阻与微处理器的UART口的接收引脚电连接，引脚3分别与第二电容的一端、第十二电阻的一端、第十三电阻的一端电连接，引脚4与第二电源电压电连接，第二电容的另一端和第十二电阻的另一端均与第二NPN型三极管的基极电连接，所述第十三电阻的另一端和第二NPN型三极管的反射极均与数字地电连接，所述第二NPN型三极管的集电极通过第十一电阻与第二电源电压电连接，所述第二NPN型三极管的集电极还与RS485收发器的数据发送端电连接。该第四光电耦合模块在输出端设置电容、三极管和电阻的信号调理电路，可防止光耦传输速率过快，导致输出波形出现重叠、尖波等干扰，从而能保证微处理器能准确可靠地接收信号。
附图说明：
图1为本实用新型电表的RS485全双工通讯电路的电路图；
图中：U1-RS485收发器，U2-第一光电耦合器，U3-第二光电耦合器，U4-第三光电耦合器，U5-第四光电耦合器，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，R13-第十三电阻，R14-第十四电阻，R15-第十五电阻，R16-第十六电阻，R17-第十七电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，Q1-第一NPN型三极管，Q2-第二NPN型三极管，TVS1～TVS4-双向瞬态抑制二极管，-数据接收使能端，DE-数据发送使能端，TXD-UART口的发送引脚，RXD-UART口的接收引脚，CTL_1-第一I/O引脚，CTL_2-第二I/O引脚，R-数据接收端，D-数据发送端。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
实施例：
一种电表的RS485全双工通讯电路，包括具有UART口的微处理器、RS485收发器U1，所述RS485收发器U1具有两路485总线A、B和Z、Y、一数据接收使能端一数据发送使能端DE、以及用于与微处理器的UART口的发送引脚TXD和接收引脚RXD电连接的数据接收端R和数据发送端D，所述微处理器的第一I/O引脚CTL_1和第二I/O引脚CTL_2分别与RS485收发器U1的数据接收使能端和数据发送使能端DE电连接，用于在数据接收使能端和数据发送使能端DE均使能时由微处理器经RS485收发器U1从一路485总线上接收数据并同时由微处理器经RS485收发器U1向另一路485总线发送数据；所述RS485收发器U1的型号为THVD1512；所述微处理器的第一I/O引脚CTL_1通过第一光电耦合模块与RS485收发器U1的数据接收使能端电连接；所述第一光电耦合模块包括第一光电耦合器U2、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一光电耦合器U2的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第一电阻R1与微处理器的第一I/O引脚CTL_1电连接，引脚3与RS485收发器U1的数据接收使能端电连接，引脚3还通过第二电阻R2与数字地VSS电连接，引脚4与第二电源电压电连接；所述微处理器的第二I/O引脚CTL_2通过第二光电耦合模块与RS485收发器U1的数据发送使能端DE电连接；所述第二光电耦合模块包括第二光电耦合器U3、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二光电耦合器U3的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第三电阻R3与微处理器的第二I/O引脚CTL_2电连接，引脚3与RS485收发器U1的数据发送使能端DE电连接，引脚3还通过第四电阻R4与数字地VSS电连接，引脚4与第二电源电压电连接；所述微处理器的UART口的发送引脚TXD通过第三光电耦合模块与RS485收发器U1的数据接收端R电连接；所述第三光电耦合模块包括第三光电耦合器U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1和第一NPN型三极管Q1，所述第三光电耦合器U4的引脚1与第二电源电压电连接，引脚2通过第九电阻R9与RS485收发器U1的数据接收端R电连接，引脚3分别与第一电容C1的一端、第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端电连接，引脚4与第一电源电压电连接，所述第一电容C1的另一端和第七电阻R7的另一端均与第一NPN型三极管Q1的基极电连接，所述第八电阻R8的另一端和第一NPN型三极管Q1的发射极均与模拟地GND电连接，所述第一NPN型三极管Q1的集电极通过第六电阻R6与第一电源电压电连接，所述第一NPN型三极管Q1的集电极还通过第五电阻R5与微处理器的UART口的发送引脚TXD电连接；所述微处理器的UART口的接收引脚RXD通过第四光电耦合模块与RS485收发器U1的数据发送端D电连接；所述第四光电耦合模块包括第四光电耦合器U5、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻、第二电容C2和第二NPN型三极管Q2，所述第四光电耦合器U5的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第十电阻R10与微处理器的UART口的接收引脚RXD电连接，引脚3分别与第二电容C2的一端、第十二电阻R12的一端、第十三电阻R13的一端电连接，引脚4与第二电源电压电连接，所述第二电容C2的另一端和第十二电阻R12的另一端均与第二NPN型三极管Q2的基极电连接，所述第十三电阻的另一端和第二NPN型三极管Q2的反射极均与数字地VSS电连接，所述第二NPN型三极管Q2的集电极通过第十一电阻R11与第二电源电压电连接，所述第二NPN型三极管Q2的集电极还与RS485收发器U1的数据发送端D电连接；所述各路485总线的两条信号线分别通过双向瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、TVS4与数字地电连接。
上述微处理器例如单片机、DSP，为现有技术，图中只示意微处理器相关的引脚；第一电源电压为3.3V，第二电源电压为5V；数据接收使能端低电平有效，数据发送使能端DE高电平有效；当微处理器的第一I/O引脚CTL_1和第二I/O引脚CTL_2均为高电平时，和DE均为低电平，仅有效，RS485收发器处于半双工状态，此时仅能由微处理器向RS485收发器发送数据；当微处理器的第一I/O引脚CTL_1和第二I/O引脚CTL_2均为低电平时，和DE均为高电平，仅DE有效，RS485收发器处于半双工状态，此时仅能由微处理器从RS485收发器接收数据；当微处理器的第一I/O引脚CTL_1为高电平、第二I/O引脚CTL_2为低电平时，为低电平，DE为高电平，和DE均有效，RS485收发器处于全双工状态，此时可由微处理器经RS485收发器U1从一路485总线上接收数据并同时由微处理器经RS485收发器U1向另一路485总线发送数据。
Claims (10)
1.一种电表的RS485全双工通讯电路，包括具有UART口的微处理器，其特征在于：还包括RS485收发器(U1)，所述RS485收发器(U1)具有两路485总线(A、B，Z、Y)、一数据接收使能端一数据发送使能端(DE)、以及用于与微处理器的UART口的发送引脚(TXD)和接收引脚(RXD)电连接的数据接收端(R)和数据发送端(D)，所述微处理器的第一I/O引脚(CTL_1)和第二I/O引脚(CTL_2)分别与RS485收发器(U1)的数据接收使能端和数据发送使能端(DE)电连接，用于在数据接收使能端和数据发送使能端(DE)均使能时由微处理器经RS485收发器(U1)从一路485总线上接收数据并同时由微处理器经RS485收发器(U1)向另一路485总线发送数据。
2.根据权利要求1所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述RS485收发器(U1)的型号为THVD1512。
3.根据权利要求1所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述微处理器的第一I/O引脚(CTL_1)通过第一光电耦合模块与RS485收发器(U1)的数据接收使能端电连接。
4.根据权利要求3所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述第一光电耦合模块包括第一光电耦合器(U2)、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一光电耦合器(U2)的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第一电阻(R1)与微处理器的第一I/O引脚(CTL_1)电连接，引脚3与RS485收发器(U1)的数据接收使能端电连接，引脚3还通过第二电阻(R2)与数字地(VSS)电连接，引脚4与第二电源电压电连接。
5.根据权利要求1所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述微处理器的第二I/O引脚(CTL_2)通过第二光电耦合模块与RS485收发器(U1)的数据发送使能端(DE)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述第二光电耦合模块包括第二光电耦合器(U3)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，所述第二光电耦合器(U3)的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第三电阻(R3)与微处理器的第二I/O引脚(CTL_2)电连接，引脚3与RS485收发器(U1)的数据发送使能端(DE)电连接，引脚3还通过第四电阻(R4)与数字地(VSS)电连接，引脚4与第二电源电压电连接。
7.根据权利要求1所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述微处理器的UART口的发送引脚(TXD)通过第三光电耦合模块与RS485收发器(U1)的数据接收端(R)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述第三光电耦合模块包括第三光电耦合器(U4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一电容(C1)和第一NPN型三极管(Q1)，所述第三光电耦合器(U4)的引脚1与第二电源电压电连接，引脚2通过第九电阻(R9)与RS485收发器(U1)的数据接收端(R)电连接，引脚3分别与第一电容(C1)的一端、第七电阻(R7)的一端和第八电阻(R8)的一端电连接，引脚4与第一电源电压电连接，第一电容(C1)的另一端和第七电阻(R7)的另一端均与第一NPN型三极管(Q1)的基极电连接，第八电阻(R8)的另一端和第一NPN型三极管(Q1)的发射极均与模拟地(GND)电连接，第一NPN型三极管(Q1)的集电极通过第六电阻(R6)与第一电源电压电连接，第一NPN型三极管(Q1)的集电极还通过第五电阻(R5)与微处理器的UART口的发送引脚(TXD)电连接。
9.根据权利要求1所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述微处理器的UART口的接收引脚(RXD)通过第四光电耦合模块与RS485收发器(U1)的数据发送端(D)电连接。
10.根据权利要求9所述的一种电表的RS485全双工通讯电路，其特征在于：所述第四光电耦合模块包括第四光电耦合器(U5)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻、第二电容(C2)和第二NPN型三极管(Q2)，所述第四光电耦合器(U5)的引脚1与第一电源电压电连接，引脚2通过第十电阻(R10)与微处理器的UART口的接收引脚(RXD)电连接，引脚3分别与第二电容(C2)的一端、第十二电阻(R12)的一端、第十三电阻的一端电连接，引脚4与第二电源电压电连接，第二电容(C2)的另一端和第十二电阻(R12)的另一端均与第二NPN型三极管(Q2)的基极电连接，第十三电阻的另一端和第二NPN型三极管(Q2)的反射极均与数字地(VSS)电连接，第二NPN型三极管(Q2)的集电极通过第十一电阻(R11)与第二电源电压电连接，第二NPN型三极管(Q2)的集电极还与RS485收发器(U1)的数据发送端(D)电连接。
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| CN201821769437.1U CN208924258U (zh) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | 一种电表的rs485全双工通讯电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111007752A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-04-14 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的常供电低功耗光电收发电路 |
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