CN215186780U - 一种全双工的通讯装置和电器系统 - Google Patents

一种全双工的通讯装置和电器系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种全双工的通讯装置和电器系统,该装置包括:第一控制器、第二控制器、第一通讯单元和第二通讯单元;其中,第一控制器,连接至第一通讯单元;第一通讯单元,能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;第二控制器,连接至第二通讯单元;第二通讯单元,也能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;第一通讯单元和第二通讯单元相连,能够实现第一控制器和第二控制器之间的全双工通讯;在第一控制器和第二控制器中,一个控制器作为主机端的控制器时,另一个控制器作为从机端的控制器。该方案,通过利用具有半双工通讯功能的通讯芯片实现全双工的通讯,扩大了具有半双工通讯功能的通讯芯片的应用范围。

Description

一种全双工的通讯装置和电器系统
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域,具体涉及一种全双工的通讯装置和电器系统,尤其涉及一种全双工的RS485通讯装置、具有该装置的电器系统、以及该电器系统中电器之间的通讯方法。
背景技术
半双工通讯芯片,如具有半双工通讯功能的RS485通讯芯片中,RS485(即RS-485),是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。RS485接口,由于具有良好的抗噪声干扰性、长的传输距离和多站能力等优点,使其成为首选的串行接口(Serial Interface)。串行接口,是采用串行通信方式的扩展接口,是指数据一位一位地顺序传送,只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线)。
相关方案中,RS485通讯芯片基本都只能实现半双工的通讯方式,由于半双工通讯的特点,往往限制了RS485通讯芯片更广泛的应用。其中,半双工通讯又称为双向交替通信,即通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送,当然也就不能同时接收。这种通信方式,是一方发送另一方接收,过一段时间后再反过来。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种全双工的通讯装置和电器系统,以解决利用具有半双工通讯功能的通讯芯片,只能实现半双工的通讯方式,限制了具有半双工通讯功能的通讯芯片的应用范围的问题,达到通过利用具有半双工通讯功能的通讯芯片实现全双工的通讯,扩大了具有半双工通讯功能的通讯芯片的应用范围的效果。
本实用新型提供一种全双工的通讯装置,包括:第一控制器、第二控制器、第一通讯单元和第二通讯单元;其中,所述第一控制器,连接至所述第一通讯单元;所述第一通讯单元,能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;所述第二控制器,连接至所述第二通讯单元;所述第二通讯单元,也能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;所述第一通讯单元和所述第二通讯单元相连,能够实现所述第一控制器和所述第二控制器之间的全双工通讯;在所述第一控制器和所述第二控制器中,一个控制器作为主机端的控制器时,另一个控制器作为从机端的控制器。
在一些实施方式中,所述第一通讯单元,包括:第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块;在所述第一通讯单元中的第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态;所述第二通讯单元,包括:第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块;在所述第二通讯单元中的第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态;其中,所述第一通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收;所述第一通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元中:所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚,连接至所述第一控制器的接收数据引脚;所述第一半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被下拉至设定的第一电平;所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚,连接至所述第一控制器的发送数据引脚;所述第二半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被上拉至设定的第二电平,第二电平的值大于第一电平的值;在所述第二通讯单元中:所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚,连接至所述第二控制器的接收数据引脚;所述第三半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被下拉至设定的第一电平;所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚,连接至所述第二控制器的发送数据引脚;所述第四半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被上拉至设定的第二电平,第二电平的值大于第一电平的值。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元和所述第二通讯单元中:所述第一半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端,能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端;所述第一半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端,能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端;所述第二半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端,能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端;所述第二半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端,能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端。
在一些实施方式中,在所述第一半双工通讯模块、所述第二半双工通讯模块、所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块中,每个半双工通讯模块,包括:半双工RS485通讯芯片。
在一些实施方式中,所述第一半双工通讯模块和所述第二半双工通讯模块,连接至第一接线针座;所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块,连接至第二接线针座;在所述主机端与所述从机端之间进行全双工通讯时,通过差分信号线,将所述第一接线针座与所述第二接线针座相连,以实现所述第一通讯单元和所述第二通讯单元之间的连接。
在一些实施方式中,在所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第一外围电路;所述第一外围电路,被配置为对所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理;在所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第二外围电路;所述第二外围电路,被配置为对所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理;在所述第三半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第三外围电路;所述第三外围电路,被配置为对所述第三半双工通讯模块与所述第三接线针座之间的传输信号进行保护处理;在所述第四半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第四外围电路;所述第四外围电路,被配置为对所述第四半双工通讯模块与所述第三接线针座之间的传输信号进行保护处理。
在一些实施方式中,还包括:第一隔离单元和第二隔离单元;其中,所述第一隔离单元,设置在所述第一通讯单元与所述第一控制器之间,能够对所述第一通讯单元与所述第一控制器之间的干扰信号进行隔离;所述第二隔离单元,设置在所述第二通讯单元与所述第二控制器之间,能够对所述第二通讯单元与所述第二控制器之间的干扰信号进行隔离。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元包括第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块的情况下,所述第一隔离单元,包括:第一隔离模块和第二隔离模块;所述第一隔离模块,设置在所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚与所述第一控制器的接收数据引脚之间;所述第二隔离模块,设置在所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚与所述第一控制器的发送数据引脚之间;在所述第二通讯单元包括第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块的情况下,所述第二隔离单元,包括:第三隔离模块和第四隔离模块;所述第三隔离模块,设置在所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚与所述第二控制器的接收数据引脚之间;所述第四隔离模块,设置在所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚与所述第二控制器的发送数据引脚之间。
在一些实施方式中,在所述第一隔离模块、所述第二隔离模块、所述第三隔离模块和所述第四隔离模块中,每个隔离模块,包括:光耦隔离器;其中,第一光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块后接第一直流电源;第一光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一半双工通讯模块的接收器输出引脚;第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块后接第二直流电源;第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第一控制器的接收数据引脚;第一光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第二地;第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块后接第二直流电源;第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚;第二光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第一地;第二光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块后接第二直流电源;第二光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一控制器的发送数据引脚;第三光耦隔离器与第三半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第一光耦隔离器与第一半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同;第四光耦隔离器与第四半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第二光耦隔离器与第二半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同。
与上述装置相匹配,本实用新型再一方面提供一种电器系统,包括:以上所述的全双工的通讯装置。
与上述电器系统相匹配,本实用新型再一方面提供一种电器系统的通讯方法中,所述电器系统中任意两个电器设备,包括:第一电器设备和第二电器设备;所述电器系统的通讯方法,包括:将第一电器设备中的控制器,作为第一控制器;将第一通讯单元连接至所述第一电器设备中的第一控制器;将第二电器设备中的控制器,作为第二控制器;将第二通讯单元连接至所述第二电器设备中的第二控制器;将所述第一通讯单元和所述第二通讯单元相连,能够实现所述第一电器设备与所述第二电器设备之间的全双工通讯。
由此,本实用新型的方案,通过利用四片具有半双工通讯功能的通讯芯片,通过外围电路的搭建,实现全双工的通讯功能;从而,通过利用具有半双工通讯功能的通讯芯片实现全双工的通讯功能,扩大了具有半双工通讯功能的通讯芯片的应用范围。例如:通过利用四片具有半双工通讯功能的RS485通讯芯片,通过外围电路的搭建,实现全双工的RS485通讯功能;从而,通过利用具有半双工通讯功能的RS485通讯芯片实现全双工的RS485通讯,扩大了限制了RS485通讯芯片的应用范围,也提升了RS485通讯芯片的通讯能力。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的全双工的通讯装置的一实施例的结构示意图;
图2为半双工RS485通讯方案的接线结构示意图;
图3为半双工RS485通讯方案的电路结构示意图;
图4为全双工RS485通讯方案的接线结构示意图;
图5为全双工RS485通讯方案的电路结构示意图;
图6为本实用新型的全双工的通讯装置的一实施例的通讯方法流程示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例,提供了一种全双工的通讯装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该全双工的通讯装置可以包括:第一控制器、第二控制器、第一通讯单元和第二通讯单元。
其中,所述第一控制器,连接至所述第一通讯单元。所述第一通讯单元,能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能。半双工通讯芯片,即具有半双工通讯功能的通讯芯片。在第一通讯单元中,半双工通讯芯片,可以选用半双工RS485通讯芯片。
所述第二控制器,连接至所述第二通讯单元。所述第二通讯单元,也能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能。在第二通讯单元中,半双工通讯芯片,可以选用半双工RS485通讯芯片。
所述第一通讯单元和所述第二通讯单元相连,能够实现所述第一控制器和所述第二控制器之间的全双工通讯。
所述第一控制器和所述第二控制器,均是具有全双工通讯能力的控制器。例如:微控制器电器系统MCU,必须是能够实现全双工通讯要求的MCU。在所述第一控制器和所述第二控制器中,一个控制器作为主机端的控制器时,另一个控制器作为从机端的控制器。主机端,如主机A端。从机端,如从机B端。
由此,通过使用半双工通讯模块,如半双工的RS485通讯芯片,通过外围电路的组建,实现全双工的RS485通讯。从而,不用切换新的RS485通讯芯片,可以直接使用相关方案中能够实现半双工通讯的RS485通讯芯片,通过外围电路的组建即可实现全双工的RS485通讯方式,具有更高的通讯可靠性。
在一些实施方式中,所述第一通讯单元,包括:第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块。也就是说,所述第一通讯单元中的半双工通讯模块,包括:第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块。第一半双工通讯模块,如第一RS485通讯芯片U1。第二半双工通讯模块,如第二RS485通讯芯片U2。在所述第一通讯单元中的第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态。发送状态,是指能够发送数据的状态。接收状态,是指能够接收数据的状态。
所述第二通讯单元的设置方式,与所述第一通讯单元的设置方式相同。具体地,所述第二通讯单元,包括:第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块。也就是说,所述第二通讯单元中的半双工通讯模块,包括:第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块。第三半双工通讯模块,如第三RS485通讯芯片U3。第四半双工通讯模块,如第四RS485通讯芯片U4。在所述第二通讯单元中的第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态。
其中,所述第一通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收,即进行通讯。
所述第一通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收,即进行通讯。
具体地,由于主机A端与主机B端均采用两片RS485通讯芯片,各被默认被配置为处于接收状态和发送状态,因此,主机A端与主机B端均可实时发送和接收数据。
其中,每个控制器,具有接收数据引脚(如MCU的RXD引脚),以及发送数据引脚(如MCU的TXD引脚)。每个半双工通讯模块,具有接收器输出引脚(如RS485通讯芯片的RO引脚),驱动器输入引脚(如RS485通讯芯片的DI引脚),驱动器输出使能引脚(如RS485通讯芯片的DE引脚),接收器输出使能引脚(如RS485通讯芯片的RE引脚)。
由此,通过新增一组RS485通讯芯片,分别将其发送使能引脚和接收使能引脚的电平(即RS485通讯芯片的引脚DE或引脚RE的电平)固定,使一组固定保持接收状态,另一组保持发送状态,能够解决一组RS485芯片无法同时进行发送和接收数据的问题。这样,无论是主机A端或主机B端,都可实现实时发起和接收通讯,无需考虑RS485通讯芯片使能脚置位为高低电平时无法接收和发送数据的问题。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元中:
所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第一RS485通讯芯片U1的RO引脚),连接至所述第一控制器的接收数据引脚(如主机A端的MCU的RXD引脚)。所述第一半双工通讯模块的接收器输出使能引脚(如RS485通讯芯片U1的RE引脚)、以及驱动器输出使能引脚(如第一RS485通讯芯片U1的DE引脚),被下拉至设定的第一电平(如低电平)。例如:一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经下拉电阻R16后接地(GND1),使其引脚电平保持为低电平状态,此时该一个RS485通讯芯片被默认置为处于接收状态。
所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第二RS485通讯芯片U2的DI引脚),连接至所述第一控制器的发送数据引脚(如主机A端的MCU的TXD引脚)。所述第二半双工通讯模块的接收器输出使能引脚(如第二RS485通讯芯片U2的RE引脚)、以及驱动器输出使能引脚(如第二RS485通讯芯片U2的DE引脚),被上拉至设定的第二电平(如高电平),第二电平的值大于第一电平的值。例如:一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经上拉电阻R39后接+5V电源V1,使其引脚电平保持高电平状态,此时该一个RS485通讯芯片被默认置为处于发送状态。
在所述第二通讯单元中:
所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第三RS485通讯芯片U3的RO引脚),连接至所述第二控制器的接收数据引脚(如从机B端的MCU的RXD引脚)。所述第三半双工通讯模块的接收器输出使能引脚(如RS485通讯芯片U3的RE引脚)、以及驱动器输出使能引脚(如第三RS485通讯芯片U3的DE引脚),被下拉至设定的第一电平(如低电平)。例如:另一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经下拉电阻R16后接地(GND1),使其引脚电平保持为低电平状态,此时该另一个RS485通讯芯片被默认置为处于接收状态。
所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第四RS485通讯芯片U4的DI引脚),连接至所述第二控制器的发送数据引脚(如从机B端的MCU的TXD引脚)。所述第四半双工通讯模块的接收器输出使能引脚(如第四RS485通讯芯片U4的RE引脚)、以及驱动器输出使能引脚(如第四RS485通讯芯片U4的DE引脚),被上拉至设定的第二电平(如高电平),第二电平的值大于第一电平的值。例如:另一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经上拉电阻R39后接+5V电源V1,使其引脚电平保持高电平状态,此时该另一个RS485通讯芯片被默认置为处于发送状态。
由此,通过多片半双工RS485通讯芯片及外围电路的搭建,提供一种可靠的,可行的全双工RS485通讯方案,能够克服半双工RS485通讯技术中,中RS485通讯芯片基本都只能实现半双工的通讯方式,即通过对RS485通讯芯片的引脚DE或引脚RE的电平切换,实现对发送信息和接收信息的控制,不能在接收一个信息的同时实现对另一个信息的发送,限制了RS485通讯芯片更广泛的应用的问题,提升RS485通讯芯片的应用范围,提升通讯能力。
其中,每个半双工通讯模块,还具有接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如RS485通讯芯片的A引脚),以及接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如RS485通讯芯片的B引脚)。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元和所述第二通讯单元中:
所述第一半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第一RS485通讯芯片U1的B引脚),能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第四RS485通讯芯片U4的B引脚)。
所述第一半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第一RS485通讯芯片U1的A引脚),能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第四RS485通讯芯片U4的A引脚)。
所述第二半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第二RS485通讯芯片U2的B引脚),能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第三RS485通讯芯片U3的B引脚)。
所述第二半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第二RS485通讯芯片U2的A引脚),能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第三RS485通讯芯片U3的A引脚)。
在一些实施方式中,在所述第一半双工通讯模块、所述第二半双工通讯模块、所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块中,每个半双工通讯模块,包括:半双工RS485通讯芯片。
在一些实施方式中,所述第一半双工通讯模块和所述第二半双工通讯模块,连接至第一接线针座。所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块,连接至第二接线针座。
在所述主机端与所述从机端之间进行全双工通讯时,通过差分信号线,将所述第一接线针座与所述第二接线针座相连,以实现所述第一通讯单元和所述第二通讯单元之间的连接。
具体地,所述第一半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第一RS485通讯芯片U1的B引脚),连接至第一接线针座的第2接线端子。所述第一半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第一RS485通讯芯片U1的A引脚),连接至第一接线针座的第3接线端子。所述第二半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第二RS485通讯芯片U2的B引脚),连接至第一接线针座的第5接线端子。所述第二半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第二RS485通讯芯片U2的A引脚),连接至第一接线针座的第6接线端子。所述第一接线针座的第1接线端子接第一直流电源(如+5V直流电源V1)直流电源,所述第一接线针座的第4接线端子接第一地(如GND1)。
所述第四半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第四RS485通讯芯片U4的B引脚),连接至第二接线针座的第2接线端子。所述第四半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第四RS485通讯芯片U4的A引脚),连接至第二接线针座的第3接线端子。所述第三半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端(如第三RS485通讯芯片U3的B引脚),连接至第二接线针座的第5接线端子。所述第三半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端(如第三RS485通讯芯片U3的A引脚),连接至第二接线针座的第6接线端子。所述第二接线针座的第1接线端子接第一直流电源(如+5V直流电源V1)直流电源,所述第二接线针座的第4接线端子接第一地(如GND1)。所述第一接线针座与所述第二接线针座相连,如通过导线进行差分连接、通过插接接口进行差分连接等都可以。
例如:第一RS485通讯芯片U1、第二RS485通讯芯片U2的A、B端(即A、B引脚),可通过主机A端的针座(即接线针座),用两对差分信号线,分别连接至主机B端的针座(即接线针座)对应的第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4的A、B端(即A、B引脚)。
在一些实施方式中,在所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第一外围电路;所述第一外围电路,被配置为对所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理。在所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第二外围电路;所述第二外围电路,被配置为对所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理。
在所述第三半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第三外围电路;所述第三外围电路,被配置为对所述第三半双工通讯模块与所述第三接线针座之间的传输信号进行保护处理。在所述第四半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第四外围电路;所述第四外围电路,被配置为对所述第四半双工通讯模块与所述第三接线针座之间的传输信号进行保护处理。
其中,所述第一外围电路、所述第二外围电路、所述第三外围电路和所述第四外围电路中的每个外围电路,包括:上拉模块、下拉模块、第一限流模块、第二限流模块、第一防浪涌模块、第二防浪涌模块中的至少之一。在图5所示的例子中,上拉模块,如电阻R2、电阻R19等。下拉模块,如电阻R1、电阻R8等。第一限流模块,如电阻R3、电阻R30等。第二限流模块,如电阻R4、电阻R38等。第一防浪涌模块,如TVS管D1、TVS管D3等。第二防浪涌模块,如TVS管D2、TVS管D4等。
另外,所述第一外围电路和所述第三外围电路中,还包括:第一滤波模块和第二滤波模块。在图5所示的例子中,第一滤波模块,如电容C3。第二滤波模块,如电容C4。
由此,基于半双工RS485通讯芯片,通过外围电路的组建,实现全双工的RS485通讯方式,有效解决了半双工RS485通讯芯片只能实现半双工的RS485通讯的局限性,拓展了利用RS485通讯芯片进行通讯的通讯方式的应用范围。
在一些实施方式中,还包括:第一隔离单元和第二隔离单元。其中,
所述第一隔离单元,设置在所述第一通讯单元与所述第一控制器之间,能够对所述第一通讯单元与所述第一控制器之间的干扰信号进行隔离。
所述第二隔离单元,设置在所述第二通讯单元与所述第二控制器之间,能够对所述第二通讯单元与所述第二控制器之间的干扰信号进行隔离。
由此,通过在相应的通讯单元与相应的控制器之间设置相应的隔离单元,能够最大程度地减小各板块间之间的干扰,提升通讯可靠性。
在一些实施方式中,在所述第一通讯单元包括第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块的情况下,所述第一隔离单元,包括:第一隔离模块(如第一光耦隔离器OC1)和第二隔离模块(如第二光耦隔离器OC2)。所述第一隔离模块,设置在所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第一RS485通讯芯片U1的RO引脚)与所述第一控制器的接收数据引脚(如主机A端的MCU的RXD引脚)之间。所述第二隔离模块,设置在所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第二RS485通讯芯片U2的DI引脚)与所述第一控制器的发送数据引脚(如主机A端的MCU的TXD引脚)之间。
在所述第二通讯单元包括第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块的情况下,所述第二隔离单元,包括:第三隔离模块(如第三光耦隔离器OC3)和第四隔离模块(如第四光耦隔离器OC4)。所述第三隔离模块,设置在所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第三RS485通讯芯片U3的RO引脚)与所述第二控制器的接收数据引脚(如从机B端的MCU的RXD引脚)之间。所述第四隔离模块,设置在所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第四RS485通讯芯片U4的DI引脚)与所述第二控制器的发送数据引脚(如从机B端的MCU的TXD引脚)之间。
具体地,第一通讯单元和第二通讯单元,可以形成通讯部分,如RS485通讯部分。RS485通讯部分,包括:四片RS485通讯芯片,如第一RS485通讯芯片U1、第二RS485通讯芯片U2、第三RS485通讯芯片U3和第四RS485通讯芯片U4。相应地,光耦部分,包括:四片光耦,如第一光耦隔离器OC1、第二光耦隔离器OC2、第三光耦隔离器OC3和第四光耦隔离器OC4。
主机A端:微控制电器系统MCU中RXD引脚,连接第一光耦隔离器OC1的输出端。MCU中TXD引脚,连接第二光耦隔离器OC2的输入端。第一RS485通讯芯片U1的RO引脚,连接第一光耦隔离器OC1的输入端。第二RS485通讯芯片U2的DI引脚,连接至第二光耦隔离器OC2的输出端。第一RS485通讯芯片U1的RE、DE两引脚,接下拉电阻,使其引脚电平保持为低电平状态,此时第一RS485通讯芯片U1被默认置为处于接收状态。第二RS485通讯芯片U2的RE、DE两引脚,接上拉电阻,使其引脚电平保持高电平状态,此时第二RS485通讯芯片U2被默认置为处于发送状态。
同时,主机B端:微控制器电器系统MCU与第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4之间的连接,采用主机A端微控制器电器系统MCU与第二RS485通讯芯片U2、第一RS485通讯芯片U1相同的连接方式。第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4的RE、DE两引脚的配置,也分别与第二RS485通讯芯片U2、第一RS485通讯芯片U1保持一致。
这样,因采用光耦隔离方案,具有良好的抗干扰性。其中主机A端、主机B端、RS485通讯部分均可采用满足工作需求的不同电源供电。
在一些实施方式中,在所述第一隔离模块、所述第二隔离模块、所述第三隔离模块和所述第四隔离模块中,每个隔离模块,包括:光耦隔离器。也就是说,所述第一隔离模块,包括:第一光耦隔离器。所述第二隔离模块,包括:第二光耦隔离器。所述第三隔离模块,包括:第三光耦隔离器。所述第四隔离模块,包括:第四光耦隔离器。
其中,第一光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块(如电阻R6)后接第一直流电源(如+5V直流电源V1)。第一光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第一RS485通讯芯片U1的RO引脚)。第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块(如电阻R18)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第一控制器的接收数据引脚(如主机A端的MCU的RXD引脚)。第一光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第二地(如GND)。
第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块(如电阻R17)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第二RS485通讯芯片U2的DI引脚)。第二光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第一地(如GND1)。第二光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块(如电阻R15)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第二光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一控制器的发送数据引脚(如主机A端的MCU的TXD引脚)。
第三光耦隔离器与第三半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第一光耦隔离器与第一半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同。具体地,第三光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块(如电阻R6)后接第一直流电源(如+5V直流电源V1)。第三光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第三半双工通讯模块的接收器输出引脚(如第一RS485通讯芯片U1的RO引脚)。第三光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块(如电阻R18)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第三光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第二控制器的接收数据引脚(如主机B端的MCU的RXD引脚)。第三光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第二地(如GND)。
第四光耦隔离器与第四半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第二光耦隔离器与第二半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同。具体地,第四光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块(如电阻R17)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第四光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚(如第二RS485通讯芯片U2的DI引脚)。第四光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第一地(如GND1)。第四光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块(如电阻R15)后接第二直流电源(如+5V直流电源)。第四光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第二控制器的发送数据引脚(如主机B端的MCU的TXD引脚)。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过利用四片具有半双工通讯功能的通讯芯片,通过外围电路的搭建,实现全双工的通讯功能;从而,通过利用具有半双工通讯功能的通讯芯片实现全双工的通讯功能,扩大了具有半双工通讯功能的通讯芯片的应用范围。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于全双工的通讯装置的一种电器系统。该电器系统可以包括:以上所述的全双工的通讯装置。
考虑到相关方案中RS485通讯芯片基本都只能实现半双工的通讯方式,即通过对RS485通讯芯片的引脚DE或引脚RE的电平切换,实现对发送信息和接收信息的控制,不能在接收一个信息的同时实现对另一个信息的发送,限制了RS485通讯芯片更广泛的应用。本实用新型的方案,旨在提出一种有效的解决方案,解决RS485通讯芯片的半双工的RS485通讯方式限制了RS485通讯芯片更广泛的应用的问题。
其中,RS485通讯芯片的引脚DE,是RS485通讯芯片的驱动器输出使能引脚,DE变为高电平时驱动器输出有效,DE为低电平时驱动器输出为高阻状态。当驱动器输出有效时,器件被用作线驱动器。当驱动器输出为高阻状态时,若RS485通讯芯片的引脚RE为低电平,则器件被用作线接收器。
在一些实施方式中,本实用新型的方案,提供一种基于半双工RS485通讯芯片的全双工RS485通讯方案,以此弥补RS485通讯芯片的半双工的RS485通讯方式的不足。
具体地,本实用新型的方案,使用半双工的RS485通讯芯片,通过外围电路的组建,实现全双工的RS485通讯。从而,不用切换新的RS485通讯芯片,可以直接使用相关方案中能够实现半双工通讯的RS485通讯芯片,通过外围电路的组建即可实现全双工的RS485通讯方式,具有更高的通讯可靠性。
可见,本实用新型的方案,基于相关方案中的半双工RS485通讯芯片,通过外围电路的组建,实现全双工的RS485通讯方式,有效解决了半双工RS485通讯芯片只能实现半双工的RS485通讯的局限性,拓展了利用RS485通讯芯片进行通讯的通讯方式的应用范围。
下面结合图2至图5所示的例子,对本实用新型的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图2为半双工RS485通讯方案的接线结构示意图。如图1所示,半双工RS485通讯方案只能实现主从机之间的半双工通讯,往往采用两片RS485通讯芯片来实现。
在图2所示的例子中,对于主机A端:
微控制器电器系统MCU(微控制单元)中接收数据(即接收外部设备传来的数据,receive external data,RXD)引脚,连接RS485通讯芯片的接收器输出(RO)引脚。MCU中发送数据(Transmit Data,TXD)引脚,连接RS485通讯芯片的驱动器输入(DI)引脚。RS485通讯芯片的驱动器输出使能(DE)/接收器输出使能(RE)引脚,可接MCU的普通输入(I)/输出(O)口,满足电平输出要求即可。
在图2所示的例子中,对于从机B端,微控制器电器系统MCU,采用与主机A端相同的连接方式。
在图2所示的例子中,主机A端RS485通讯芯片的B引脚、A引脚,通过主机A端针座,用一对差分信号线,分别连接至从机B端针座对应RS485通讯芯片的B引脚、A引脚。由于这种连接方式的限制,只能实现主从机之间的半双工通讯,通讯由主机A端发起,从机B端只能被动接收。在RS485通讯芯片的A引脚、B引脚中,A引脚作为接收器同相输入端和驱动器同相输出端,B引脚作为接收器反相输入端和驱动器反相输出端。
图3为半双工RS485通讯方案的电路结构示意图。如图3所示,在半双工RS485通讯方案中,RS485通讯芯片的RO引脚,连接至通讯主从机中通讯主机或通讯从机的MCU中的接收数据引脚。RS485通讯芯片的RE引脚或DE引脚,连接至通讯主从机中通讯主机或通讯从机的MCU中的I/O口,以通过MCU的I/O口对RS485通讯芯片的引脚DE或引脚RE的电平切换,实现对发送信息和接收信息的控制。RS485通讯芯片的DI引脚,连接至通讯主从机中通讯主机或通讯从机的MCU中的发送数据引脚。
在图3所示的例子中,RS485通讯芯片的VCC引脚,接+5V直流电源,并通过电容C20后接地(GND)。RS485通讯芯片的GND引脚,接地(GND)(GND)。RS485通讯芯片的B引脚,经电阻R27后接地(GND),还经电阻R28后连接至接线针座的第2接线端子。RS485通讯芯片的B引脚经电阻R28后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D21后接地(GND)。RS485通讯芯片的A引脚,经电阻R26后接+5V电源,还经电阻R29后连接至接线针座的第3接线端子。RS485通讯芯片的A引脚经电阻R29后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D20后接地(GND)。接线针座的第1接线端子,接+5V直流电源,还接电容C21的正极。接线针座的第4接线端子,接电容C21的负极,并接地(GND)。
本实用新型的方案,主要目的在于通过多片半双工RS485通讯芯片及外围电路的搭建,提供一种可靠的,可行的全双工RS485通讯方案,以克服半双工RS485通讯技术存在的不足。
图4为全双工RS485通讯方案的接线结构示意图。如图4所示,在全双工RS485通讯方案中,设置有微控制电器系统MCU、光耦部分(即光耦隔离器部分)、以及RS485通讯部分。其中,由于某些MCU是不具备全双工工作方式的,因此本实用新型的方案中电路的配置对于该种MCU是无效的。所以,在本实用新型的方案中,微控制器电器系统MCU,必须是能够实现全双工通讯要求的MCU。
RS485通讯部分,包括:四片RS485通讯芯片,如第一RS485通讯芯片U1、第二RS485通讯芯片U2、第三RS485通讯芯片U3和第四RS485通讯芯片U4。相应地,光耦部分,包括:四片光耦,如第一光耦隔离器OC1、第二光耦隔离器OC2、第三光耦隔离器OC3和第四光耦隔离器OC4。
在图4所示的例子中,主机A端:
微控制电器系统MCU中RXD引脚,连接第一光耦隔离器OC1的输出端。MCU中TXD引脚,连接第二光耦隔离器OC2的输入端。第一RS485通讯芯片U1的RO引脚,连接第一光耦隔离器OC1的输入端。第二RS485通讯芯片U2的DI引脚,连接至第二光耦隔离器OC2的输出端。第一RS485通讯芯片U1的RE、DE两引脚,接下拉电阻,使其引脚电平保持为低电平状态,此时第一RS485通讯芯片U1被默认置为处于接收状态。第二RS485通讯芯片U2的RE、DE两引脚,接上拉电阻,使其引脚电平保持高电平状态,此时第二RS485通讯芯片U2被默认置为处于发送状态。
同时,主机B端:
微控制器电器系统MCU与第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4之间的连接,采用主机A端微控制器电器系统MCU与第二RS485通讯芯片U2、第一RS485通讯芯片U1相同的连接方式。第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4的RE、DE两引脚的配置,也分别与第二RS485通讯芯片U2、第一RS485通讯芯片U1保持一致。
在图4所示的例子中,第一RS485通讯芯片U1、第二RS485通讯芯片U2的A、B端(即A、B引脚),可通过主机A端的针座(即接线针座),用两对差分信号线,分别连接至主机B端的针座(即接线针座)对应的第三RS485通讯芯片U3、第四RS485通讯芯片U4的A、B端(即A、B引脚)。
在图2所示的例子中,RS485通讯方式由于需要RS485通讯芯片的DE/RE引脚高低电平的切换;即,当RS485通讯芯片的DE/RE引脚被置位为高电平时,该RS485通讯芯片只具有发送功能;当RS485通讯芯片的DE/RE引脚被置位为低电平时,该RS485通讯芯片只具有接收功能。因此,当主机A端一方需要发送数据时,从机B端只能被动接收数据,只有该次数据传递完成后,从机B端才能发送数据,此时,主机A端只能接收数据。而在本实用新型的方案中,由于主机A端与主机B端均采用两片RS485通讯芯片,各被默认被配置为处于接收状态和发送状态,因此,主机A端与主机B端均可实时发送和接收数据。
与图2所示的例子相比,图4所示的例子中,新增一组RS485通讯芯片,分别将其发送使能引脚和接收使能引脚的电平(即RS485通讯芯片的引脚DE或引脚RE的电平)固定,使一组固定保持接收状态,另一组保持发送状态,能够解决一组RS485芯片无法同时进行发送和接收数据的问题。这样,无论是主机A端或主机B端,都可实现实时发起和接收通讯,无需考虑RS485通讯芯片使能脚置位为高低电平时无法接收和发送数据的问题。
在图4所示的例子中,加入光耦隔离器,能够最大程度地减小各板块间之间的干扰。因采用光耦隔离方案,具有良好的抗干扰性,其中主机A端、主机B端、RS485通讯部分均可采用满足工作需求的不同电源供电。例如:主机A端使用3.3V电源,主机B端使用12V电源,RS485通讯部分使用5V电源供电,且采用光耦隔离器方案,可最大限度地减少各板块间的干扰。
图5为全双工RS485通讯方案的电路结构示意图。如图5所示,在全双工RS485通讯方案中,一个RS485通讯芯片(如第一RS485通讯芯片U1或第三RS485通讯芯片U3)的RO引脚,连接至一个光耦隔离器(如第一光耦隔离器OC1或第三光耦隔离器OC3)的二极管侧的阴极。一个光耦隔离器的二极管侧的阳极,经电阻R6后接+5V直流电源V1。一个光耦隔离器的晶体管侧的发射极接地(GND)。一个光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经电阻R18后接+5V电源。一个光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至通讯主从机中通讯主机或通讯从机的MCU中的接收数据引脚,如RX485引脚。一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经下拉电阻R16后接地(GND1),使其引脚电平保持为低电平状态,此时一个RS485通讯芯片被默认置为处于接收状态。一个RS485通讯芯片的DI引脚悬空。
在图5所示的例子中,一个RS485通讯芯片的VCC引脚,接+5V直流电源V1,并通过电容C3后接地(GND1)。一个RS485通讯芯片的GND引脚,接地(GND1)。一个RS485通讯芯片的B引脚,经电阻R1后接地,还经电阻R3后连接至接线针座的第2接线端子。一个RS485通讯芯片的B引脚经电阻R28后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D1后接地(GND1)。一个RS485通讯芯片的A引脚,经电阻R2后接+5V电源V1,还经电阻R4后连接至接线针座的第3接线端子。一个RS485通讯芯片的A引脚经电阻R4后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D2后接地(GND1)。接线针座的第1接线端子,接+5V直流电源V1,还接电容C4的正极)。接线针座的第4接线端子,接电容C4的负极,并接地(GND1)。
在图5所示的例子中,另一个RS485通讯芯片(如第二RS485通讯芯片U2或第四RS485通讯芯片U4)的DI引脚,连接至另一个光耦隔离器(如第二光耦隔离器OC2或第四光耦隔离器OC4)的晶体管侧的集电极。另一个光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经电阻R17后接+5V电源V1。另一个光耦隔离器的晶体管侧的发射极接地(GND1)。另一个光耦隔离器的二极管侧的阳极,经电阻R15后接+5V直流电源。另一个光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至通讯主从机中通讯主机或通讯从机的MCU中的发送数据引脚,如TX485引脚。另一个RS485通讯芯片的RE、DE两引脚,经上拉电阻R39后接+5V电源V1,使其引脚电平保持高电平状态,此时第二RS485通讯芯片U2或第四RS485通讯芯片U4被默认置为处于发送状态。另一个RS485通讯芯片的RO引脚悬空。
在图5所示的例子中,另一个RS485通讯芯片的VCC引脚,接+5V直流电源V1。另一个RS485通讯芯片的GND引脚,接地(GND1)。另一个RS485通讯芯片的B引脚,经电阻R8后接地(GND1),还经电阻R30后连接至接线针座的第5接线端子。另一个RS485通讯芯片的B引脚经电阻R30后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D3后接地(GND1)。另一个RS485通讯芯片的A引脚,经电阻R19后接+5V电源V1,还经电阻R38后连接至接线针座的第6接线端子。另一个RS485通讯芯片的A引脚经电阻R38后,还经双向TVS管(瞬态抑制二极管)D4后接地(GND1)。
其中,+5V电源与+5V电源V1,是表示不同的电源。GND与GND1,是表示不同的地,可以是相互之间有隔离设施的地。
图5所示的例子,即为图4所示的全双工RS485通讯方案中一半(如主机A端)的电路图形式,另一半(如从机B端)可采用相似的方式连接。
在本实用新型的方案中,主机A端和从机B端,可以分别是不同的电器设备。例如:主机A端和从机B端,可以分别是多联机系统中的不同室内机。主机A端和从机B端,也可以是智能家居设备中的不同电器,如主机A端是空调,从机B端是电视,等等。
由于本实施例的电器系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过利用四片具有半双工通讯功能的通讯芯片,通过外围电路的搭建,实现全双工的通讯功能,不用切换新的通讯芯片,可以直接使用能够实现半双工通讯的通讯芯片,通过外围电路的组建即可实现全双工的RS485通讯方式,具有更高的通讯可靠性。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于电器系统的一种电器系统的通讯方法,如图6所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。所述电器系统中任意两个电器设备,包括:第一电器设备和第二电器设备;所述电器系统的通讯方法,包括:步骤S110至步骤S130。
在步骤S110处,将第一电器设备中的控制器,作为第一控制器;将第一通讯单元连接至所述第一电器设备中的第一控制器;
在步骤S120处,将第二电器设备中的控制器,作为第二控制器;将第二通讯单元连接至所述第二电器设备中的第二控制器;
在步骤S130处,将所述第一通讯单元和所述第二通讯单元相连,能够实现所述第一电器设备与所述第二电器设备之间的全双工通讯。
例如:第一电器设备作为主机A端,第二电器设备作为主机B端。例如:主机A端和从机B端,可以分别是多联机系统中的不同室内机。主机A端和从机B端,也可以是智能家居设备中的不同电器,如主机A端是空调,从机B端是电视,等等。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电器系统的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过利用四片具有半双工通讯功能的通讯芯片,通过外围电路的搭建,实现全双工的通讯功能,有效解决了半双工通讯芯片只能实现半双工的通讯的局限性,拓展了利用半双工通讯芯片进行通讯的通讯方式的应用范围。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种全双工的通讯装置,其特征在于,包括:第一控制器、第二控制器、第一通讯单元和第二通讯单元;其中,
所述第一控制器,连接至所述第一通讯单元;所述第一通讯单元,能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;
所述第二控制器,连接至所述第二通讯单元;所述第二通讯单元,也能够利用半双工通讯模块,实现全双工的通讯功能;
所述第一通讯单元和所述第二通讯单元相连,能够实现所述第一控制器和所述第二控制器之间的全双工通讯;
在所述第一控制器和所述第二控制器中,一个控制器作为主机端的控制器时,另一个控制器作为从机端的控制器。
2.根据权利要求1所述的全双工的通讯装置,其特征在于,所述第一通讯单元,包括:第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块;在所述第一通讯单元中的第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态;
所述第二通讯单元,包括:第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块;在所述第二通讯单元中的第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块中,一个半双工通讯模块处于发送状态时,另一个半双工通讯模块处于接收状态;
其中,
所述第一通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收;
所述第一通讯单元中处于接收状态的一个半双工通讯模块,能够与所述第二通讯单元中处于发送状态的一个半双工通讯模块之间进行数据的发送和接收。
3.根据权利要求2所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一通讯单元中:
所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚,连接至所述第一控制器的接收数据引脚;所述第一半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被下拉至设定的第一电平;
所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚,连接至所述第一控制器的发送数据引脚;所述第二半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被上拉至设定的第二电平,第二电平的值大于第一电平的值;
在所述第二通讯单元中:
所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚,连接至所述第二控制器的接收数据引脚;所述第三半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被下拉至设定的第一电平;
所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚,连接至所述第二控制器的发送数据引脚;所述第四半双工通讯模块的接收器输出使能引脚、以及驱动器输出使能引脚,被上拉至设定的第二电平,第二电平的值大于第一电平的值。
4.根据权利要求3所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一通讯单元和所述第二通讯单元中:
所述第一半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端,能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端;
所述第一半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端,能够连接至所述第四半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端;
所述第二半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端,能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器反相输入端和驱动器反相输出端;
所述第二半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端,能够连接至所述第三半双工通讯模块的接收器同相输入端和驱动器同相输出端。
5.根据权利要求2所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一半双工通讯模块、所述第二半双工通讯模块、所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块中,每个半双工通讯模块,包括:半双工RS485通讯芯片。
6.根据权利要求4所述的全双工的通讯装置,其特征在于,所述第一半双工通讯模块和所述第二半双工通讯模块,连接至第一接线针座;所述第三半双工通讯模块和所述第四半双工通讯模块,连接至第二接线针座;
在所述主机端与所述从机端之间进行全双工通讯时,通过差分信号线,将所述第一接线针座与所述第二接线针座相连,以实现所述第一通讯单元和所述第二通讯单元之间的连接。
7.根据权利要求6所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第一外围电路;所述第一外围电路,被配置为对所述第一半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理;在所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间,设置有第二外围电路;所述第二外围电路,被配置为对所述第二半双工通讯模块与所述第一接线针座之间的传输信号进行保护处理;
在所述第三半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第三外围电路;所述第三外围电路,被配置为对所述第三半双工通讯模块与所述第二接线针座之间的传输信号进行保护处理;在所述第四半双工通讯模块与所述第二接线针座之间,设置有第四外围电路;所述第四外围电路,被配置为对所述第四半双工通讯模块与所述第二接线针座之间的传输信号进行保护处理。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的全双工的通讯装置,其特征在于,还包括:第一隔离单元和第二隔离单元;其中,
所述第一隔离单元,设置在所述第一通讯单元与所述第一控制器之间,能够对所述第一通讯单元与所述第一控制器之间的干扰信号进行隔离;
所述第二隔离单元,设置在所述第二通讯单元与所述第二控制器之间,能够对所述第二通讯单元与所述第二控制器之间的干扰信号进行隔离。
9.根据权利要求8所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一通讯单元包括第一半双工通讯模块和第二半双工通讯模块的情况下,所述第一隔离单元,包括:第一隔离模块和第二隔离模块;所述第一隔离模块,设置在所述第一半双工通讯模块的接收器输出引脚与所述第一控制器的接收数据引脚之间;所述第二隔离模块,设置在所述第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚与所述第一控制器的发送数据引脚之间;
在所述第二通讯单元包括第三半双工通讯模块和第四半双工通讯模块的情况下,所述第二隔离单元,包括:第三隔离模块和第四隔离模块;所述第三隔离模块,设置在所述第三半双工通讯模块的接收器输出引脚与所述第二控制器的接收数据引脚之间;所述第四隔离模块,设置在所述第四半双工通讯模块的驱动器输入引脚与所述第二控制器的发送数据引脚之间。
10.根据权利要求9所述的全双工的通讯装置,其特征在于,在所述第一隔离模块、所述第二隔离模块、所述第三隔离模块和所述第四隔离模块中,每个隔离模块,包括:光耦隔离器;
其中,第一光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块后接第一直流电源;第一光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一半双工通讯模块的接收器输出引脚;第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块后接第二直流电源;第一光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第一控制器的接收数据引脚;第一光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第二地;
第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,经一限流模块后接第二直流电源;第二光耦隔离器的晶体管侧的集电极,还连接至第二半双工通讯模块的驱动器输入引脚;第二光耦隔离器的晶体管侧的发射极,接第一地;第二光耦隔离器的二极管侧的阳极,经一限流模块后接第二直流电源;第二光耦隔离器的二极管侧的阴极,连接至第一控制器的发送数据引脚;
第三光耦隔离器与第三半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第一光耦隔离器与第一半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同;
第四光耦隔离器与第四半双工通讯模块、以及第二控制器之间的设置方式,与第二光耦隔离器与第二半双工通讯模块、以及第一控制器之间的设置方式相同。
11.一种电器系统,其特征在于,包括:两个以上电器设备;两个以上电器设备中的任意两个电器设备之间,采用如权利要求1至10中任一项所述的全双工的通讯装置进行通讯。
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