CN210867675U - 一种两线无极性半双工通讯及供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两线无极性半双工通讯及供电电路，克服现有技术的长距离低速率传输下布线成本高的问题，包括主机模块、若干从机模块、发送端TXD、接收端RXD、第一电阻分压网络和第二电阻分压网络，第一电阻分压网络和第二电阻分压网络设置在主机模块和从机模块之间，所述主机模块包括开关模块，所述发送端通过开关模块后与第一电阻分压网络连接。本实用新型涉及两线无极性连接，用于串口半双工通讯的同时为从机模块供电，节约布线成本，适合用于长距离低速率传输，适用于小功率数据采集系统、远程控制，同时节约布线成本。

Description

一种两线无极性半双工通讯及供电电路

技术领域

本实用新型涉及两线无极性连接领域，尤其是涉及一种适用于长距离低速率传输下节约布线成本的两线无极性半双工通讯及供电电路。

背景技术

现如今，随着工业化程度的不断提高，串口半双工通讯也得到了非常广泛的应用，数据可在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，避免了数据的同时发送和接收。但常规布线的方式无法同时实现长距离低速率传输和节约布线成本，且无法实现一对多控制，布线成本太高。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种近距离单向供电反向通信的电路结构”，其公告号CN108322239A，包括直流电源、主机、从机、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、储能电容、二极管和开关模块，主机发送信号时所述开关模块接地开启从而使所述第二电阻两端电压大于所述第一三极管开启电压，所述第一三极管开启使所述从机接收信号，该方案主机和从机同时供电，但无法实现一对多的控制和长距离传输，在实际应用中布线成本高。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术的长距离低速率传输下布线成本高的问题，提供一种两线无极性半双工通讯及供电电路，适用于长距离低速率传输并节约布线成本，可以实现主机一对多的的远程控制端

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，包括主机模块、若干从机模块、发送端TXD、接收端RXD、第一电阻分压网络和第二电阻分压网络，第一电阻分压网络和第二电阻分压网络设置在主机模块和从机模块之间，所述主机模块包括开关模块，所述发送端通过开关模块后与第一电阻分压网络连接；所述从机模块包括整流模块、隔离模块，滤波模块、降压模块、处理模块、从机发送端和从机接收端，所述整流模块直流输出正极端与隔离模块输入端连接，隔离模块输出端分别与滤波模块输入端和降压模块输入端连接，降压模块输出端与处理模块电源端连接，处理模块还与发送端和接收端连接。本实用新型的主机模块可以为从机模块提供电源，从机模块作为主机模块的负载，可以为传感器数据采集终端、主机的远程控制端，若干从机模块可以多机并联，适合用于长距离低速率传输并在实际应用中节约布线成，采用半双工数据传输方式，从机模块并联的数量受限于从机模块工作的最大功耗和主机模块的开关模块的容量。

作为优选，所述第一电阻分压网络为连接主机与从机供电线的第一电阻分压网络LINEA，所述第二电阻分压网络为连接主机与从机供电线的第二电阻分压网络LINEB。

作为优选，所述开关模块包括反相器U1A、开关S1和电源VCC、发送端TXD连接反相器U1A输入端，反相器U1A输出端连接开关S1，开关S1一端连接电源VCC，开关S1另一端连接第一电阻分压网络LINEA一端。主机模块开关S1常闭，当无数据传输时为从机模块负载提供电源，当有数据要传输时，发送端TXD通过反相器U1A后关闭开关S1。

作为优选，所述接收端RXD与第二电阻分压网络LINEB的一端连接并接地。

作为优选，所述整流模块包括整流桥U3，所述整流桥U3包括两个交流输入端、直流输出正极端和直流输出负极端，两个交流输入端的一端连接第一电阻分压网络LINEA，两个交流输入端的另一端连接第二电阻分压LINEB网络，所述直流输出正极端连接隔离模块输入端，所述直流输出负极端接地。从主机模块出来的第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB分别连接整流桥U3的两个交流输入端，经整流桥U3整流后为后续电路供电，这样实现了无极性连接。

作为优选，所述隔离模块包括二极管D1，二极管D1正极为隔离模块输入端，二极管D1负极为隔离模块输出端。从机模块的数据收发电路接在U3后，经过二极管D1隔离。

作为优选，所述滤波模块包括电容C1，电容C1正极为滤波模块输入端，电容C1负极为滤波模块输出端，电容C1负极接地。滤波模块的电容C1起到平滑滤波的作用。

作为优选，所述降压模块包括降压芯片U1，降压芯片U1包括输入端、输出端和接地端。降压芯片U1降压为后续的处理器U2供电。

作为优选，所述处理模块包括处理器U2；处理器U2包括电源端、发送管脚、接收管脚、接地端和输出端，处理器U2发送管脚连接发送端TXD，处理器U2接收管脚连接接收端RXD，处理器U2接地端接地。

作为优选，所述开关模块包括MOS管Q33A。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型涉及两线无极性连接，用于串口半双工通讯的同时为从机模块供电，节约布线成本；

2.适合用于长距离低速率传输，适用于小功率数据采集系统、远程控制，同时节约布线成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的一种电路图。

图2是本实用新型实施例2的一种电路图。

图中：1、主机模块 101、开关模块 2、从机模块 201、整流模块 202、隔离模块203、滤波模块 204、降压模块 205、处理模块。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例一种两线无极性半双工通讯及供电电路，包括主机模块1、若干从机模块2、发送端TXD、接收端RXD、第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB；主机模块1包括开关模块101，开关模块101包括反相器U1A、开关S1和电源VCC、发送端TXD连接反相器U1A输入端，反相器U1A输出端连接开关S1，开关S1一端连接电源VCC，开关S1另一端连接第一电阻分压网络LINEA一端；接收端RXD与第二电阻分压网络LINEB的一端连接并接地。

从机模块2包括整流模块201、隔离模块202，滤波模块203、降压模块204、处理模块205；主机模块1与从机模块2通过第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB与从机模块2的整流模块201连接；整流模块201包括整流桥U3，整流桥U3的1管脚和2管教为交流输入端，整流桥U3的3管脚为直流输出正极端，整流桥U3的4管教为直流输出负极端，第一电阻分压网络LINEA与整流桥U3的2管脚连接，第二电阻分压网络LINEB与整流桥U3的1管脚连接；隔离模块202包括二极管D1，二极管D1的正极为隔离模块202的输入端，二极管D1的负极为隔离模块202的输出端；滤波模块203包括电容C1，电容C1的正极为滤波模块203的输入端，电容C1的负极为滤波模块203的输出端；降压模块204包括降压芯片U1，降压芯片U1包括输入端Vin、输出端Vo和接地端G；处理模块205包括处理器U2，处理器U2包括电源端VDD、发送管脚TXD、接收管脚RXD、接地端GND和输出端IO，处理器U2发送管脚连接发送端TXD，处理器U2接收管脚连接接收端RXD，处理器U2接地端接地；整流桥U3的3管脚直流输出正极端连接二极管D1，二极管D1负极分别连接电容C1正极和降压芯片U1输入端，电容C1负极接地降压芯片U1输出端连接处理芯片U2电源端VDD。

本实施例工作过程如下：主机模块1开关S1常闭，当无数据传输时为从机模块2负载提供电源，当有数据要传输时，发送端TXD通过反相器U1A后关闭开关S1，从主机模块出来的第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB分别连接整流桥U3的两个交流输入端，经整流桥U3整流后为后续电路供电，这样实现了无极性连接，通过二极管D1隔离和C1平滑滤波，降压芯片U1降压为处理器U2供电，RXD分压网络与主机模块1相同，TXD发送与主机模块1一样。

实施例2：

如图2所示，本实施例一种两线无极性半双工通讯及供电电路，包括主机模块1、若干从机模块2、发送端TXD、接收端RXD、第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB；主机模块1包括开关模块101，还包括电阻RS34、电阻RS35、电阻RS36、电阻RS37、电阻RS38、电阻RS39、电阻RS40、三极管QS4、稳压二极管ZS1；开关模块101包括MOS管QS3A，5-12V的DC电源模块分别连接电阻RS34的一端、电阻RS35的一端和电阻RS36的一端，电阻RS34的另一端分别连接电阻RS37的一端和MOS管QS3A栅极，电阻RS37另一端连接三极管QS4集电极，三极管QS4基极通过电阻RS39连接发送端TXD，三极管QS4发射极接地并分别连接电阻RS40一端、稳压二极管ZS1正极和第二电阻分压网络LINEB一端，MOS管漏极分别连接电阻RS35的另一端和电阻RS36的另一端，MOS管源级分别连接第一电阻分压网络LINEA一端和电阻RS38一端，电阻RS38另一端分别连接接收端RXD、电阻RS40另一端和稳压二极管ZS1负极。

从机模块2包括整流模块201、隔离模块202，滤波模块203、降压模块204、处理模块205，还包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C4、电容C5、电容C6、二极管Z1、二极管Z2、三极管N1、二极管Z3、三极管N2和三极管P12；整流模块201包括整流桥U4；隔离模块202包括二极管D1；降压模块203包括降压芯片U2；滤波模块204包括电容E1；处理模块205包括处理器U3；主机模块1与从机模块2通过第一电阻分压网络LINEA和第二电阻分压网络LINEB与从机模块2的整流模块201连接，整流桥U4的直流输出正极端分别连接MOS管M1漏极、二极管D1正极、电阻R5一端，整流桥U4直流输出负极端接地并分别连接二极管Z2正极、三极管N2发射极、三极管P12集电极、电阻R6一端、MOS管源级、二极管Z1正极、电容C5一端、电容E1一端、降压芯片U2接地端、电容C6一端、电容C4一端和电容E2一端，二极管D1负极分别连接电阻R8一端、二极管Z3负极、电容C5另一端、电容E1正极和降压芯片U2输入端，二极管Z2另一端分别连接电阻R8另一端盒电阻R9一端，电阻R9另一端连接三极管N2基极，三极管N2集电极分别连接三极管P1基极、三极管N1基极和电阻R7一端，电阻R7另一端连接二极管Z3正极，三极管N1集电极连接二极管Z3负极，三极管N1发射极分别连接三极管P1发射极、电阻R6另一端和MOS管栅极，电阻R5另一端分别连接电阻R4另一端和二极管Z1负极。处理器U3的17管脚连接发送端TXD，处理器U3的18管脚连接接收端RXD。

本实用新型涉及两线无极性连接，用于串口半双工通讯的同时为从机模块供电，节约布线成本，适合用于长距离低速率传输，适用于小功率数据采集系统、远程控制，同时节约布线成本。

Claims (10)

1.一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，包括主机模块(1)、若干从机模块(2)、发送端TXD、接收端RXD、第一电阻分压网络和第二电阻分压网络，第一电阻分压网络和第二电阻分压网络设置在主机模块(1)和从机模块(2)之间，所述主机模块(1)包括开关模块(101)，所述发送端通过开关模块(101)后与第一电阻分压网络连接；所述从机模块(2)包括整流模块(201)、隔离模块(202)，滤波模块(203)、降压模块(204)、处理模块(205)，所述整流模块(201)直流输出正极端与隔离模块(202)输入端连接，隔离模块(202)输出端分别与滤波模块(203)输入端和降压模块(204)输入端连接，降压模块(204)输出端与处理模块(205)电源端连接，处理模块(205)还与发送端和接收端连接。

2.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述第一电阻分压网络为连接主机模块(1)与从机模块(2)供电线的第一电阻分压网络LINEA，所述第二电阻分压网络为连接主机模块(1)与从机模块(2)供电线的第二电阻分压网络LINEB。

3.根据权利要求1或2所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述开关模块(101)包括反相器U1A、开关S1和电源VCC、发送端TXD连接反相器U1A输入端，反相器U1A输出端连接开关S1，开关S1一端连接电源VCC，开关S1另一端连接第一电阻分压网络LINEA一端。

4.根据权利要求1或2所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述接收端RXD与第二电阻分压网络LINEB的一端连接并接地。

5.根据权利要求1或2所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述整流模块(201)包括整流桥U3，所述整流桥U3包括两个交流输入端、直流输出正极端和直流输出负极端，两个交流输入端的一端连接第一电阻分压网络LINEA，两个交流输入端的另一端连接第二电阻分压网络LINEB，所述直流输出正极端连接隔离模块(202)输入端，所述直流输出负极端接地。

6.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述隔离模块(202)包括二极管D1，二极管D1正极为隔离模块(202)输入端，二极管D1负极为隔离模块(202)输出端。

7.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述滤波模块(203)包括电容C1，电容C1正极为滤波模块(203)输入端，电容C1负极为滤波模块(203)输出端，电容C1负极接地。

8.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述降压模块(204)包括降压芯片U1，降压芯片U1包括输入端、输出端和接地端。

9.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述处理模块(205)包括处理器U2；处理器U2包括电源端、发送管脚、接收管脚、接地端和输出端，处理器U2发送管脚连接发送端TXD，处理器U2接收管脚连接接收端RXD，处理器U2接地端接地。

10.根据权利要求1所述的一种两线无极性半双工通讯及供电电路，其特征是，所述开关模块(101)包括MOS管Q33A。

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