CN214154507U - 一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路属于工业过程控制用技术领域；该分时共享的多路RS485准隔离通信电路由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式RS485通讯单元组成；多路隔离的RS485通信电路主要由微处理器的三个控制线经过3\8译码后，控制8路从设备中的任意一路接口信号有效，以实现分时共享；固态光控继电器实现从特定设备RS485信号的有效与无效，以实现从设备之间的隔离；有效的从设备RS485信号经电气隔离的RS485接口转换芯片变换后，送至微处理器，实现主从设备的隔离通讯；本申请可以实现多个从设备与主设备的隔离RS485通讯，又使从设备之间的串扰大大减小，还可减少主设备RS485接口电路的PCB空间、功耗、硬件成本。

Description

一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路

技术领域

本实用新型一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路属于工业过程控制用技术领域。

背景技术

近几年，越来越多的设备之间通过RS485进行信息交换。信号传输稳定性、灵活性的需求愈发广泛。为了提高设备工作的可靠性，往往需要RS485接口实现电气隔离，随着从设备的不断增加，需要的电气隔离的硬件电路成倍的增加，相应的导致接口电路的物理空间，功耗，成本也成倍的增加。为了克服这一问题，可以采用继电器切换的方式来实现分时共享，但这种模式依旧PCB的空间和硬件成本较大。

可见，为了实现分时共享通信的目的，亟需一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路，然而，现阶段还没有一款具有上述功能的产品。

实用新型内容

针对分时共享通信的技术需求，本实用新型公开了一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路，该电路由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式RS485通讯单元组成，实现多个从设备与主设备的隔离RS485通讯，又使从设备之间的串扰大大减小，还可减少主设备RS485接口电路的PCB空间、功耗、硬件成本。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路，其特征在于，由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式RS485通讯单元组成；

所述的固态光控继电器隔离通信单元支持8路RS485接口通讯模式、16路RS485接口通讯模式和24路RS485接口通讯模式，通讯接口通道数量能够根据实际需求进行调整，通道的开关由3线至8线解码器控制；在1~8路RS485接口模式下，电路由16个CPC1017N和8个15EDGX2组成，在9~16路RS485接口模式下，电路由32个CPC1017N和16个15EDGX2组成，在17~24路RS485接口模式下，电路由48个CPC1017N和24个15EDGX2组成；CPC1017N输出的US4A、US4B信号直接作为ISO3082的输入信号，实现RS485信号的准隔离输入；

所述的3线至8线解码单元由1个74HC138和多个电容组成，在1~8路RS485接口模式下，电路接入1个74HC138，74HC138的A引脚接入ASET0信号、B引脚接入ASET1信号、C引脚接入ASET2信号，其中，ASET0、ASET1、ASET2为74HC138的状态控制信号，控制信号ASET0、ASET1、ASET2共有8种不同的组合模式，通过切换ASET0、ASET1、ASET2信号的组合模式，实现Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7的通道切换，每个通道控制1组CPC1017N，保证在任意时刻只有1组CPC1017N工作，被选中的CPC1017N对信号进行隔离处理，经过处理后的外部输入信号，作为ISO3082的输入，电路接入74HC138的数量根据所需固态光控继电器单元数量制定；在9~16路RS485接口模式下，电路接入2个74HC138，2个74HC138共有16种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2，能够对16路以内及16路外部输入信号进行分时处理；在17~24路RS485接口模式下，电路接入3个74HC138，三个74HC138共有24种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2 、CSET0、CSET1、CSET2，能够对24路以内及24路的外部输入信号进行分时处理；

所述的隔离式RS485通讯单元包括1个IOS3082、2个PESD5V0S1USB和多个电阻电容。

有益效果：

第一、本申请提供了一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路。

第二、本实用新型采用分时共享通信模式，任意时刻保证一路接口信号有效，可有效降低电路整体功耗。

第三、本实用新型具有良好的隔离通信性能，能够实现多个从设备与主设备的隔离RS485通讯，减少从设备之间的串扰，还可减少主设备RS485接口电路的PCB空间、功耗、硬件成本。

附图说明

图1是本实用新型分时共享的多路RS485准隔离通信电路的总体框图。

图2是图1中1~8路固态光控继电器隔离通信单元电路图。

图3是图1中9~16路固态光控继电器隔离通信单元电路图。

图4是图1中17~24路固态光控继电器隔离通信单元电路图。

图5是图1中3线至8线解码单元电路图。

图6是图1中隔离式RS485通讯单元电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。

具体实施方式一

本实施方式下的分时共享的多路RS485准隔离通信电路，总体框图如图1所示，由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式RS485通讯单元组成；

所述的固态光控继电器隔离通信单元如图2-4所示，支持8路RS485接口通讯模式、16路RS485接口通讯模式和24路RS485接口通讯模式，通讯接口通道数量能够根据实际需求进行调整，通道的开关由3线至8线解码器控制；在1~8路RS485接口模式下，电路由16个CPC1017N和8个15EDGX2组成，在9~16路RS485接口模式下，电路由32个CPC1017N和16个15EDGX2组成，在17~24路RS485接口模式下，电路由48个CPC1017N和24个15EDGX2组成；CPC1017N输出的US4A、US4B信号直接作为ISO3082的输入信号，实现RS485信号的准隔离输入；

所述的3线至8线解码单元如图5所示，由1个74HC138和多个电容组成，在1~8路RS485接口模式下，电路接入1个74HC138，74HC138的A引脚接入ASET0信号、B引脚接入ASET1信号、C引脚接入ASET2信号，其中，ASET0、ASET1、ASET2为74HC138的状态控制信号，控制信号ASET0、ASET1、ASET2共有8种不同的组合模式，通过切换ASET0、ASET1、ASET2信号的组合模式，实现Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7的通道切换，每个通道控制1组CPC1017N，保证在任意时刻只有1组CPC1017N工作，被选中的CPC1017N对信号进行隔离处理，经过处理后的外部输入信号，作为ISO3082的输入，电路接入74HC138的数量根据所需固态光控继电器单元数量制定；在9~16路RS485接口模式下，电路接入2个74HC138，2个74HC138共有16种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2，能够对16路以内及16路外部输入信号进行分时处理；在17~24路RS485接口模式下，电路接入3个74HC138，三个74HC138共有24种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2 、CSET0、CSET1、CSET2，能够对24路以内及24路的外部输入信号进行分时处理；

所述的隔离式RS485通讯单元如图6所示，包括1个IOS3082、2个PESD5V0S1USB和多个电阻电容。

具体实施方式二

本实施方式下的分时共享的多路RS485准隔离通信电路，工作在1~8路RS485接口模式下，如图2所示，对于固态光控继电器通信单元请参考图2，此时只需焊接8路光控继电器KU1~KU16即可，其中KU2、KU4、KU8、KU10、KU12、KU14、KU16的A脚接入外部VCC电源，KU1、KU3、KU5、KU7、KU9、KU13、KU15的C脚，按顺序接入AHA、AHB、AHC、AHD、AHE、AHF、AHG、AHH信号，通过改变AHA、AHB、AHC、AHD、AHE、AHF、AHG、AHH的电平信号的高低，从而实现通道的选择，KU2、KU4、KU6、KU8、KU12、KU16的S2引脚用于接收JCA1、JCB1、JCC1、JCD1、JCE1、JCF1、JCG1、JCH1的2号引脚输入的外部输入信号，KU1、KU3、KU5、KU7、KU9、KU11、KU13、KU15的S1引脚用于接收JCA1、JCB1、JCC1、JCD1、JCE1、JCF1、JCG1、JCH1的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，KU2、KU4、KU6、KU8、KU12、KU16的S1引脚输出US4B信号，KU1、KU3、KU5、KU7、KU9、KU11、KU13、KU15的S2引脚输出US4A信号，输出的US4A信号与US4B信号可直接作为U14的信号输入，而对于3线至8线解码单元，只需焊接U11及其外围电路即可，U11的A、B、C引脚按顺序接入ASET0、ASET1、ASET2信号，根据ASET0、ASET1、ASET2的高低电平的转换，从而实现Y0~Y7的通道选择，在任意时刻Y0~Y7只有一个通道被选择，从而保证输入的RS485通信电路分时通信。

具体实施方式三

本实施方式下的分时共享的多路RS485准隔离通信电路，工作在9~16路RS485接口模式下，如图2和图3所示，包括32个CPC1017N、2个74HC138和多个电阻，此时不仅需要焊接8路固态光控继电器KU1~KU16，同时需要根据实际所需的固态光控继电器隔离通信单元，可在KU17~KU32中选择其余的光控继电器通道，以16路固态光控继电器隔离通信单元为例，KU18、KU20、KU22、KU24、KU26、KU28、KU30的A脚接入外部VCC电源，为KU17、KU18、KU19、KU20、KU21、KU22、KU23、KU24、KU25、KU16、KU27、KU28、KU29、KU30、KU31、KU32的发光二极管阳极提供正向驱动激励信号，KU17、KU19、KU21、KU23、KU25、KU27、KU29、KU31的C脚，按顺序接入BHA、BHB、AHC、BHD、BHE、BHF、BHG、BHH信号，通过改变BHA、BHB、AHC、BHD、BHE、BHF、BHG、BHH的电平信号的高低，从而实现通道的选择，KU18、KU20、KU22、KU24、KU26、KU28、KU30、KU32的S2引脚用于接收JCA2、JCB2、JCC2、JCD2、JCE2、JCF2、JCG2、JCH2的2号引脚输入的外部输入信号，KU17、KU19、KU21、KU23、KU25、KU27、KU29、KU31的S1引脚用于接收JCA2、JCB2、JCC2、JCD2、JCE2、JCF2、JCG2、JCH2的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，KU18、KU20、KU22、KU24、KU26、KU28、KU30、KU32的S1引脚输出US4B信号，KU17、KU19、KU21、KU23、KU25、KU27、KU29、KU31的S2引脚输出US4A信号，输出的US4A信号与US4B信号可直接作为U14的信号输入，而对于3线至8线解码单元而言，此时需要同时焊接U11及其外围电路、U12及其外围电路，新增的U12对应的控制信号为BSET0、BSET1、BSET2，从而保证所有工作的固态光控继电器通信单元均有对应的控制信号。

具体实施方式四

本实施方式下的分时共享的多路RS485准隔离通信电路，工作在17~24路RS485接口模式下，如图2、图3和图4所示，包括48个CPC1017N、3个74HC138和多个电阻，此时不仅需要焊接16路光控继电器KU1~KU32，同时需要根据实际所需的光控继电器隔离通信单元，在KU33~KU48中选择其余的光控继电器通道，以32路固态光控继电器隔离通信单元为例，KU34、KU36、KU38、KU40、KU42、KU44、KU46的A脚接入外部VCC电源，为KU33、KU34、KU35、KU36、KU37、KU38、KU39、KU40、KU41、KU42、KU43、KU44、KU45、KU46、KU47、KU48的发光二极管阳极提供正向驱动激励信号，KU33、KU35、KU37、KU39、KU41、KU43、KU45、KU47的C脚，按顺序接入CHA、CHB、CHC、CHD、CHE、CHF、CHG、CHH信号，通过改变CHA、CHB、CHC、CHD、CHE、CHF、CHG、CHH的电平信号的高低，从而实现通道的选择，KU34、KU36、KU38、KU40、KU42、KU44、KU46、KU48的S2引脚用于接收JCA3、JCB3、JCC3、JCD3、JCE3、JCF3、JCG3、JCH3的2号引脚输入的外部输入信号，KU33、KU35、KU37、KU39、KU41、KU43、KU45、KU47的S1引脚用于接收JCA3、JCB3、JCC3、JCD3、JCE3、JCF3、JCG3、JCH3的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，KU34、KU36、KU38、KU40、KU42、KU44、KU46、KU48的S1引脚输出US4B信号，KU33、KU35、KU37、KU39、KU41、KU43、KU45、KU47的S2引脚输出US4A信号，输出的US4A信号与US4B信号可直接作为U14的信号输入，而对于3线至8线解码单元，此时需要同时焊接U11及其外围电路、U12及其外围电路、U13及其外围电路，新增的U13对应的控制信号为CSET0、CSET1、CSET2，保证所有工作的光控继电器通信单元均有对应的控制信号。

Claims (1)

1.一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路，其特征在于，由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式RS485通讯单元组成；

所述的固态光控继电器隔离通信单元支持8路RS485接口通讯模式、16路RS485接口通讯模式和24路RS485接口通讯模式，通讯接口通道数量能够根据实际需求进行调整，通道的开关由3线至8线解码器控制；在1~8路RS485接口模式下，电路由16个CPC1017N和8个15EDGX2组成，在9~16路RS485接口模式下，电路由32个CPC1017N和16个15EDGX2组成，在17~24路RS485接口模式下，电路由48个CPC1017N和24个15EDGX2组成；CPC1017N输出的US4A、US4B信号直接作为ISO3082的输入信号，实现RS485信号的准隔离输入；

所述的3线至8线解码单元由1个74HC138和多个电容组成，在1~8路RS485接口模式下，电路接入1个74HC138，74HC138的A引脚接入ASET0信号、B引脚接入ASET1信号、C引脚接入ASET2信号，其中，ASET0、ASET1、ASET2为74HC138的状态控制信号，控制信号ASET0、ASET1、ASET2共有8种不同的组合模式，通过切换ASET0、ASET1、ASET2信号的组合模式，实现Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7的通道切换，每个通道控制1组CPC1017N，保证在任意时刻只有1组CPC1017N工作，被选中的CPC1017N对信号进行隔离处理，经过处理后的外部输入信号，作为ISO3082的输入，电路接入74HC138的数量根据所需固态光控继电器单元数量制定；在9~16路RS485接口模式下，电路接入2个74HC138，2个74HC138共有16种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2，能够对16路以内及16路外部输入信号进行分时处理；在17~24路RS485接口模式下，电路接入3个74HC138，三个74HC138共有24种切换模式，控制信号包括ASET0、ASET1、ASET2、BSET0、BSET1、BSET2 、CSET0、CSET1、CSET2，能够对24路以内及24路的外部输入信号进行分时处理；

所述的隔离式RS485通讯单元包括1个IOS3082、2个PESD5V0S1USB和多个电阻电容。

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