CN210444288U - 一种数据传输单元的通信接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据传输单元的通信接口电路，包括控制器、485通信电路和用于提供供电电源的供电电路，485通信电路包括接线端口、保护电路和单向驱动电路；单向驱动电路包括通信芯片、二极管D2和三极管Q1；三极管Q1的集电极通过一电阻R6连接至高电平电源，还连接至通信芯片的内部传输端，三极管Q1的发射极接地，其基极通过一电阻R7连接至控制器；二极管D2的正极连接至控制器，还通过一电阻R8连接至高电平电源，二极管D2的负极连接至通信芯片的内部接收端；通信芯片的外部接收端和外部传输端均连接至保护电路。本实用新型能够保持485通信芯片与控制器之间数据传输的相对隔离以及单向传输，并且能够降低成本。

Description

一种数据传输单元的通信接口电路

技术领域

本实用新型涉及通信电路技术领域，具体为一种数据传输单元的通信接口电路。

背景技术

数据传输单元在现代生活中的应用非常广泛，而数据传输单元作为传输的中间部件，其少不了通信接口；RS485通信作为最常用的通信接口，先再有的电路中仍存在不足，例如申请号201820015627.8中公开的一种485通信电路，如该说明书附图中所示，其控制器与485通信芯片之间通过光耦进行隔离实现接收端和传输端的单向传输，该隔离方式成本较高，竞争力小。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种数据传输单元的通信接口电路，在保持485通信芯片与控制器之间数据传输的相对隔离以及单向传输，并且能够降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种数据传输单元的通信接口电路，包括控制器、通信电路和用于提供供电电源的供电电路，所述通信电路包括与控制器电连接的485通信电路，所述485通信电路包括接线端口、保护电路和单向驱动电路，所述保护电路连接在单向驱动电路和接线端口之间；所述单向驱动电路包括通信芯片、二极管D2和三极管Q1；所述三极管Q1的集电极通过一电阻R6连接至高电平电源，还连接至通信芯片的内部传输端，所述三极管Q1的发射极接地，其基极通过一电阻R7连接至控制器；所述二极管D2的正极连接至控制器，还通过一电阻R8连接至高电平电源，所述二极管D2的负极连接至通信芯片的内部接收端；所述通信芯片的外部接收端和外部传输端均连接至保护电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述通信电路还包括232通信电路，所述保护电路包括四位拨码开关S1，所述四位拨码开关S1的其中两位输入端分别与通信芯片的外部接收端和外部传输端电连接，所述四位拨码开关S1剩余两位输入端分别与接收端与232通信电路的接收端和传输端电连接；所述四位拨码开关S1对应232通信电路的接收端和通信芯片外部接收端的输出端相互短接并与接线端口的接收端电连接，所述四位拨码开关S1对应232通信电路的传输端和通信芯片外部传输端的输出端相互短接并与接线端口的传输端电连接，所述232通信电路还与控制器电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述四位拨码开关S1对应接线端口的传输端和对应接线端口的接收端的两个输出端之间电连接有瞬态抑制二极管TVS2。

作为本实用新型的进一步改进，所述供电电路包括第一供电电路和第二供电电路，所述第一供电电路和第二供电电路的输出端通过一MOS管N1连接，所述MOS管N1的源极连接至第一供电电路，了漏极连接至第二供电电路，栅极连接有一MOS管N2，所述MOS管N1的源极和栅极之间还连接有电阻R12；所述MOS管N2的漏极连接时MOS管N1的栅极，所述MOS管N2的源极接地，栅极连接至控制器。

作为本实用新型的进一步改进，所述MOS管N2的栅极通过一电阻R15连接至控制器；该栅极通过一电阻R16接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一供电电路输出的电压级高于第二供电电路输出的电压级。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二供电电路的输出端还依次串联有发光二极管LED4和电阻R14后接地，所述发光二极管LED4的正极连接至第二供电电路的输出端，负极连接至电阻R14，所述电阻R14相对发光二极管LED4的另一端接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一供电电路和第二供电电路的输出端均设置有磁珠，所述第一供电电路和第二供电电路通过磁珠输出电源。

本实用新型的有益效果，在供电电路的供电作用下，通信芯片和控制器都能够正常工作，通过保护电路能够对通信芯片与接线端口之间的电传输进行保护，避免接线端口遭到雷击或者其他瞬时高压，能够对通信芯片进行保护。在具体的信号传输过程中，通过二极管D2配合上拉电阻R8，具有相对隔离的作用，另外在采用的通信芯片为75LBC185，其内部接收端本身具有单向传输的效果，此时便可以实现接收端的隔离且单向传输。通过三极管Q1将控制器与通信芯片的内部传输端进行相对隔离，可以保护控制器，并且只有控制器才能够控制三极管Q1导通与断开，此时确保了信号的单向传输，能够让传输更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型的通信电路结构示意图；

图2为本实用新型的供电电路结构示意图。

附图标号：1、控制器；21、485通信电路；22、232通信电路；23、接线端口；24、保护电路；25、单向驱动电路；26、通信芯片；31、第一供电电路；32、第二供电电路；4、磁珠。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述。

参照图1-2所示，本实施例的一种数据传输单元的通信接口电路，包括控制器1、通信电路和用于提供供电电源的供电电路，通信电路包括与控制器1电连接的485通信电路21，485通信电路21包括接线端口23、保护电路24和单向驱动电路25，保护电路24连接在单向驱动电路25和接线端口23之间；单向驱动电路25包括通信芯片26、二极管D2和三极管Q1；三极管Q1的集电极通过一电阻R6连接至高电平电源，还连接至通信芯片26的内部传输端，三极管Q1的发射极接地，其基极通过一电阻R7连接至控制器1；二极管D2的正极连接至控制器1，还通过一电阻R8连接至高电平电源，二极管D2的负极连接至通信芯片26的内部接收端；通信芯片26的外部接收端和外部传输端均连接至保护电路24。

相比申请号201820015627.8公开的技术方案，本申请通过一个二极管D2和一个三极管Q1就能够实现通信芯片26与控制器1之间数据的单向传输，能够确保传输的稳定性。

首先，在供电电路的供电作用下，通信芯片26和控制器1都能够正常工作，通过保护电路24能够对通信芯片26与接线端口23之间的电传输进行保护，避免接线端口23遭到雷击或者其他瞬时高压，能够对通信芯片26进行保护。在具体的信号传输过程中，由于二极管D2的负极相对通信芯片26，此时通信芯片26的外部接收端接受到的信号通过通信芯片26进行电平转换后再内部接收端进行信号高低电平的变化，此时通过二极管D2配合上拉电阻R8，当内部接收端的电平跳变为低电平时，电阻R8和二极管D2正极连接的节点被拉低为低电平，反之保持高电平；由此，控制器1可以接收到等同于内部接收端的电平信号，并且具有相对隔离的作用，另外在采用的通信芯片26为75LBC185，其内部接收端本身具有单向传输的效果，此时便可以实现接收端的隔离且单向传输。而在传输端进行信号传输时，控制器1发出数据传输至三极管Q1的基极，此时三极管Q1随着数据的高低电平变化在导通与断开中切换，当三极管Q1导通时，电阻R6与三极管Q1集电极连接的节点电平被拉低，此时通信芯片26的内部传输端接收到一个低电平信号，而三极管Q1处于断开时，电阻R6和三极管Q1集电极连接的节点电平被电阻R6上拉，此时通信芯片26的内部传输端接受到的信号为高电平，由此通信芯片26的内部传输端可以接收到高低电平变化的数据，并且通过三极管Q1的选型能够产生与控制器1输出的数据同相或反相的数据，例如本实施例中采用的为NPN三极管，在数据为高电平时会导通，此时会通信芯片26的内部传输端会产生低电平信号，此时相当于产生反相的数据，基于该方案，能够通过三极管将控制器1与通信芯片26的内部传输端进行相对隔离，可以保护控制器1，并且只有控制器1才能够控制三极管Q1导通与断开，此时确保了信号的单向传输，能够让传输更加稳定。

作为通常保护电路24的优化，本方案中的通信电路还包括232通信电路22，保护电路24包括四位拨码开关S1，四位拨码开关S1的其中两位输入端分别与通信芯片26的外部接收端和外部传输端电连接，四位拨码开关S1剩余两位输入端分别与接收端与232通信电路22的接收端和传输端电连接；四位拨码开关S1对应232通信电路22的接收端和通信芯片26外部接收端的输出端相互短接并与接线端口23的接收端电连接，四位拨码开关S1对应232通信电路22的传输端和通信芯片26外部传输端的输出端相互短接并与接线端口23的传输端电连接，232通信电路22还与控制器1电连接。

通常的保护电路24只有防雷作用，如图1中所示，本方案在防雷基础上加入了拨码开关S1，能够直接通过手动来切换通信方式，由于232和485的通信采用的接线端口23为相同的规格，此时通过拨码开关S1来直接切换通信方式，能够节省装配的成本，同时减少需要安装的设备的空间，不需要设置两个独立的接口。

作为优化，四位拨码开关S1对应接线端口23的传输端和对应接线端口23的接收端的两个输出端之间电连接有瞬态抑制二极管TVS2。

通过瞬态抑制二极管TVS2能够在现有的防雷电路的基础上提高电压级数交底的瞬时高压的保护，能够在高压防雷的基础上进一步提高保护效果。

作为改进的一具体实施方式，供电电路包括第一供电电路31和第二供电电路32，第一供电电路31和第二供电电路32的输出端通过一MOS管N1连接，MOS管N1的源极连接至第一供电电路31，了漏极连接至第二供电电路32，栅极连接有一MOS管N2，MOS管N1的源极和栅极之间还连接有电阻R12；MOS管N2的漏极连接时MOS管N1的栅极，MOS管N2的源极接地，栅极连接至控制器1。

如图2中所示，在控制器1输出断开的控制信号给MOS管N2的栅极时，MOS管N2断开，此时MOS管N2导通，此时第一供电电路31输出的电源通过电阻R12后流经MOS管N2接地，此时MOS管N1的栅极电平被拉低，由于MOS管N1采用P沟道形MOS管，此时MOS管N2导通，第二供电电路32输出的电源一次流经MOS管N2、电阻R12和MOS管N2后接地，此时两个电源都被拉低，能够让整体电路进行复位，重新上电。通过该方案能够利用控制器1的一个端口控制两个电源同时跳变，并且通过MOS管N1能够将两个电源相对隔离的连接，当MOS管N2导通后两个电源同时接地，其能够保持较高的接地同步，避免前后接地时间差导致复位效果差。

作为改进的一具体实施方式，MOS管N2的栅极通过一电阻R15连接至控制器1；该栅极通过一电阻R16接地。

通过上述技术方案，通过电阻R15和电阻R16进行分压后传输给MOS管N2的栅极的信号更加稳定，提供稳定的偏置电压，电流可以通过电阻R16进行泻流，减少电流的干扰。

作为改进的一具体实施方式，第一供电电路31输出的电压级高于第二供电电路32输出的电压级。

通过上述技术方案，将电压级较高的一端优先拉低，相比后续在拉低较高电压级的一端来说，具有更高的安全性。

作为改进的一具体实施方式，第二供电电路32的输出端还依次串联有发光二极管LED4和电阻R14后接地，发光二极管LED4的正极连接至第二供电电路32的输出端，负极连接至电阻R14，电阻R14相对发光二极管LED4的另一端接地。

通过上述技术方案，通过LED4能够直观的看到第二供电电源的供电状态，也可以更加直观的配合控制器1、MOS管N1和MOS管N2进行电源复位的监控。

作为改进的一具体实施方式，第一供电电路31和第二供电电路32的输出端均设置有磁珠4，第一供电电路31和第二供电电路32通过磁珠4输出电源。

通过上述技术方案，通过磁珠4能够降低电源上的高频干扰，并且能够吸收静电脉冲，能够让第一供电电路31和第二供电电路32提供更加稳定的电源。

上述中的第一供电电路31和第二供电电路32较为成熟，本方案通过图2中的实施方式进行实施，在此不做赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种数据传输单元的通信接口电路，包括控制器(1)、通信电路和用于提供供电电源的供电电路，其特征在于，所述通信电路包括与控制器(1)电连接的485通信电路(21)，所述485通信电路(21)包括接线端口(23)、保护电路(24)和单向驱动电路(25)，所述保护电路(24)连接在单向驱动电路(25)和接线端口(23)之间；所述单向驱动电路(25)包括通信芯片(26)、二极管D2和三极管Q1；所述三极管Q1的集电极通过一电阻R6连接至高电平电源，还连接至通信芯片(26)的内部传输端，所述三极管Q1的发射极接地，其基极通过一电阻R7连接至控制器(1)；所述二极管D2的正极连接至控制器(1)，还通过一电阻R8连接至高电平电源，所述二极管D2的负极连接至通信芯片(26)的内部接收端；所述通信芯片(26)的外部接收端和外部传输端均连接至保护电路(24)。

2.根据权利要求1所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述通信电路还包括232通信电路(22)，所述保护电路(24)包括四位拨码开关S1，所述四位拨码开关S1的其中两位输入端分别与通信芯片(26)的外部接收端和外部传输端电连接，所述四位拨码开关S1剩余两位输入端分别与接收端与232通信电路(22)的接收端和传输端电连接；所述四位拨码开关S1对应232通信电路(22)的接收端和通信芯片(26)外部接收端的输出端相互短接并与接线端口(23)的接收端电连接，所述四位拨码开关S1对应232通信电路(22)的传输端和通信芯片(26)外部传输端的输出端相互短接并与接线端口(23)的传输端电连接，所述232通信电路(22)还与控制器(1)电连接。

3.根据权利要求2所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述四位拨码开关S1对应接线端口(23)的传输端和对应接线端口(23)的接收端的两个输出端之间电连接有瞬态抑制二极管TVS2。

4.根据权利要求1所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述供电电路包括第一供电电路(31)和第二供电电路(32)，所述第一供电电路(31)和第二供电电路(32)的输出端通过一MOS管N1连接，所述MOS管N1的源极连接至第一供电电路(31)，了漏极连接至第二供电电路(32)，栅极连接有一MOS管N2，所述MOS管N1的源极和栅极之间还连接有电阻R12；所述MOS管N2的漏极连接时MOS管N1的栅极，所述MOS管N2的源极接地，栅极连接至控制器(1)。

5.根据权利要求4所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述MOS管N2的栅极通过一电阻R15连接至控制器(1)；该栅极通过一电阻R16接地。

6.根据权利要求4或5所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述第一供电电路(31)输出的电压级高于第二供电电路(32)输出的电压级。

7.根据权利要求6所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述第二供电电路(32)的输出端还依次串联有发光二极管LED4和电阻R14后接地，所述发光二极管LED4的正极连接至第二供电电路(32)的输出端，负极连接至电阻R14，所述电阻R14相对发光二极管LED4的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的数据传输单元的通信接口电路，其特征在于，所述第一供电电路(31)和第二供电电路(32)的输出端均设置有磁珠(4)，所述第一供电电路(31)和第二供电电路(32)通过磁珠(4)输出电源。

Images