基於單片機通用異步串行口的信號傳輸方法及裝置的製作方法

2023-07-03 17:13:46 3

專利名稱：基於單片機通用異步串行口的信號傳輸方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及信號通訊領域，特別涉及一種基於單片機通用異步串行口的 言號傳輸方法及裝置。
在現有技術中，基於單片機通用異步串行口 (UART)進行數據傳輸(如 圖]所示)，該串行口的特性決定了其傳輸距離較短、抗幹擾能力差，並且 線路連接具有極性，若線路接反了，則無法正常工作；同時傳輸時只能一發 -收進行對接，而不能實現兩個以上的單片機進行多方通訊。由於以上缺陷 導致該串行口通訊無法應用於傳輸線路較長的通訊工程。雖然在通訊工程中 普遍採用的基於RS485接口標準的解決方案，可以克服通用異步串行口的傳 輸距離較短、抗幹擾性差等缺陷，但該種解決方案的硬體成本較高，並且線 路連接也具有極性。
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種基於單片 機通用異步串行口的信號傳輸裝置，其傳輸距離長、抗幹擾性強、並且線路 連接不具有極性同時在一路傳輸總線上可以連接兩個以上的設備進行多方通訊。
本發明的目的還在於提供上述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝 置的信號傳輸方法。
本發明的目的通過下述技術方案實現本基於單片機通用異步串行口的 信號傳輸裝置，其包括依次連接的調製模塊、驅動放大模塊、隔離變壓器模 塊、音頻解碼模塊，所述調製模塊與單片機的發送腳和載波信號輸出口分別 連接，音頻解碼模塊與單片機的接收腳連接；兩個或多於兩個所述基於單片 機通用異步串行口的信號傳輸裝置與相應數目的單片機分別連接，任意兩個 所述單片機互為發送/接收端，任意兩個所述隔離變壓器模塊之間通過傳輸總
背景技術：

發明內容
線進行無極性連接。
為更好地實現本發明，所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置 可與單片機通過接插件連接，也可以直接將所述基於單片機通用異步串行口
的信號傳輸裝置和單片機一起布設在同一塊PCB電路板上。
所述傳輸總線可採用普通電話線、雙絞線或其他相類似的線纜實現。 所述調製模塊將單片機的發送腳和載波信號分別用三極體構成集電極開
路輸出並調製到 一 路信號上面。
驅動放大模塊採用電容隔直輸入，並用三極體形成推挽電路的形式輸出。 隔離變壓器模塊採用高頻變壓器， 一邊接要傳輸的信號，另外一邊接到
所述傳輸總線上。
所述的音頻解碼模塊可採用LM567、 NE567、 SE567、 BA1604或者 BA1604F中的一種實現。
上述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置的信號傳輸方法，包括 以下步驟
步驟(一)發送端的調製模塊將發送端單片機發送腳的輸出信號及載
波信號輸出口輸出的載波信號進行調製，形成通帶信號；
步驟(二)發送端的驅動放大模塊將上述通帶信號轉變為驅動發送端 隔離變壓模塊的電信號，發送端的隔離變壓模塊將傳輸裝置和傳輸總線進行 隔離，同時通過傳輸總線將交流信號發送至接收端的隔離變壓模塊；
步驟(三)接收端的隔離變壓模塊將傳輸總線傳輸過來的交流信號耦
合進來，並傳輸至接收端的音頻解碼模塊；
步驟(四)接收端的音頻解碼模塊從所述交流信號還原出數字脈衝信 號，並傳輸至接收端單片機的接收腳，從而完成基於單片機通用異步串行口 的信號傳輸。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果
(1) 由於將通用異步串行口的低頻數字脈衝信號調製到高頻信號傳輸, 克服了通用異步串行口傳輸距離較短的缺陷；
(2) 由於採用了固定頻率的載波通訊，使得數據傳輸的抗千擾性強；
(3) 由於傳輸的是交流頻率信號，使得本發明的線路連接是無極性連接;
(4) 由於採用了載波通訊的方式，在一路傳輸總線上可以連接兩個或兩 個以上的傳輸裝置進行多方通訊。
(5)本發明應用範圍廣，簡單、實用，安裝調試方便，製造、維護成本 低，便於市場推廣。


圖1是現有技術的結構示意圖。
圖2是本發明基於單片機通用異歩串行口的信號傳輸裝置的結構示意圖。
圖3是本發明基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置的驅動放大模 塊電路結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施 方式不限於此。 實施例
如圖2所示，本基於單片機通用異歩串行口的信號傳輸裝置，包括依次連 接的調製模塊、驅動放大模塊、隔離變壓器模塊、音頻解碼模塊，所述調製模 塊與單片機的發送腳和載波信號輸出口分別連接，音頻解碼模塊與單片機的接
兩個或多於兩個所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置與相應 數目的單片機分別連接，任意兩個所述單片機互為發送/接收端，任意兩個所 述隔離變壓器模塊之間通過傳輸總線進行無極性連接，即兩個所述基於單片 機通用異步串行口的信號傳輸裝置與互為發送/接收端的兩個單片機分另U連 接，兩個所述隔離變壓器模塊之間通過傳輸總線進行無極性連接；如果超過 兩個以上的單片機需要通訊，可以將第三個或第三個以上的單片機通過傳輸 裝置連接到傳輸總線上。
本信號傳輸裝置可與單片機通過接插件連接，也可以直接將傳輸裝置的電 路和單片機電路一起布在同一塊PCB上。
所述傳輸總線可以採用一根普通電話線，也可以採用一路雙絞線，在傳輸 總線上可接入多個傳輸裝置。
所述調製模塊將單片機的發送腳和載波信號分別用三極體構成集電極開 路輸出並調製到 一 路信號上面。
如圖3所示，所述驅動放大模塊可採用電容隔直輸入、並用三極體形成推 挽電路輸出。
所述隔離變壓器模塊可採用高頻變壓器， 一邊接要傳輸的信號，另外一 邊接到所述傳輸總線上。
所述的音頻解碼模塊可採用現有晶片LM567來實現，當然也可採用 NE567、 SE567、 BA1604或者BA1604F等現有晶片來實現。
本基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置的信號傳輸過程，包括以下
步驟
步驟(一)發送端的調製模塊將發送端單片機發送腳(通用異步串行 口 )的輸出信號及其載波信號輸出口 (通用I/0口 )輸出的載波信號進行調製， 形成通帶信號；
步驟(二)發送端的驅動放大模塊將上述通帶信號轉變為驅動發送端 隔離變壓模塊的電信號，發送端的隔離變壓模塊將傳輸裝置和傳輸總線進行 隔離，同時通過傳輸總線將交流信號發送至接收端的隔離變壓模塊；
步驟(三)接收端的隔離變壓模塊將傳輸總線傳輸過來的交流信號耦 合進來，並傳輸至接收端的音頻解碼模塊；
步驟(四)接收端的音頻解碼模塊從所述交流信號還原出數字脈衝信 號，並傳輸至接收端單片機的接收腳，從而完成基於單片機通用異歩串行口 的信號傳輸。
如上所述，便可較好地實現本發明。上述實施例僅為本發明較佳的實施 方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本 發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等 效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置，其特徵在於包括依次連接的調製模塊、驅動放大模塊、隔離變壓器模塊、音頻解碼模塊，所述調製模塊與單片機的發送腳和載波信號輸出口分別連接，音頻解碼模塊與單片機的接收腳連接；兩個或多於兩個所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置與相應數目的單片機分別連接，任意兩個所述單片機互為發送/接收端，任意兩個所述隔離變壓器模塊之間通過傳輸總線進行無極性連接。
2、 根據權利要求i所述基於單片機通用異步串行n的信號傳輸裝置，其特徵在於所述基十單片機通用異歩串行口的信號傳輸裝置與單片機通過接插件連接。
3、 根據權利要求1所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置，其 特徵在於所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置和單片機-一起布設在同一塊PC.B電路板匕
4、 根據權利要求l所述基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置，其特 徵在丁所述傳輸總線為普通電話線或雙絞線。
5、 根據權利要求l所述基於單片機通用異歩串行口的信號傳輸裝置，其特 徵在於所述的音頻解調晶片為LM567、 NE567、 SE567、 BA1604或者BA1604F 中的-一種。
6、 權利要求1 5任一項所述基於單片機通用異歩串行口的信號傳輸裝置 的信3傳輸方法，包括以下步驟步驟(一)發送端的調製模塊將發送端單片機發送腳的輸出信號及其載 波信號輸出口輸出的載波信號進行調製，形成通帶信號；步驟(二)發送端的驅動放大模塊將上述通帶信號轉變為驅動發送端隔離變壓模塊的電信號，發送端的隔離變壓模塊將傳輸裝置和傳輸總線進行隔 離，同時通過傳輸總線將交流信3發送至接收端的隔離變壓模塊；歩驟(三)接收端的隔離變壓模塊將傳輸總線傳輸過來的交流信號耦合進來，並傳輸至接收端的音頻解碼模塊；步驟(四)接收端的音頻解碼模塊從所述交流信號還原出數字脈衝信號， 並傳輸至接收端單片機的接收腳，從而完成基於單片機通用異步串行口的信號 傳輸。
全文摘要
本發明公開了一種基於單片機通用異步串行口的信號傳輸方法及裝置，裝置包括依次連接的調製模塊、驅動放大模塊、隔離變壓器模塊、音頻解碼模塊，調製模塊與單片機的發送腳和載波信號輸出口分別連接，音頻解碼模塊與單片機接收腳連接；兩個或多於兩個基於單片機通用異步串行口的信號傳輸裝置與相應數目的單片機分別連接，任意兩個單片機互為發送/接收端，任意兩個隔離變壓器模塊之間通過傳輸總線進行無極性連接。本裝置可實現雙向傳輸，傳輸距離長，抗幹擾性強，線路連接為無極性連接，並使兩個以上的單片機通過通用異步串行口進行通訊成為可能；本發明應用範圍廣，簡單實用，製造成本低、維護方便，便於市場推廣應用。
文檔編號G06F13/00GK101394328SQ200810199038
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者周廣亮, 銘 張 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司