一種通信傳輸系統及通信傳輸方法與流程
2023-12-08 20:48:31 1
本發明涉及通信技術領域，特別是涉及通信傳輸系統及通信傳輸方法。
背景技術：
通信傳輸是指由一地向另一地進行數據信息的傳輸與交換，隨著社會生產力的發展，通信傳輸應用在各個領域中，例如遠程控制等，因此，人們對傳遞消息的準確性要求也越來越高。
然而，傳統地通信傳輸方式，無法識別出數據信息是否得以正確地傳輸。尤其是傳輸系統處於惡劣的工作環境中，處於傳輸中的數據容易被強噪音幹擾而出現誤碼，從而導致遠程控制失敗等現象。
技術實現要素：
本發明提供的技術方案如下：
本發明提供的一種通信傳輸系統，包括：脈衝生成電路，當電平信號發生不同翻轉時，所述脈衝生成電路生成不同個數的脈衝信號；光耦隔離電路，所述光耦隔離電路與所述脈衝生成電路電連接，所述光耦隔離電路接收所述脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；脈衝檢測電路，所述脈衝檢測電路與所述光耦隔離電路電連接，所述脈衝檢測電路接收經隔離保護傳輸的脈衝信號，生成傳輸邏輯檢測信號。
進一步，所述脈衝生成電路包括：單脈衝生成子電路，當電平信號發生高電平至低電平或低電平至高電平的其中一種翻轉時，生成單脈衝信號；雙脈衝生成子電路，當電平信號發生高電平至低電平和低電平至高電平的翻轉時，生成雙脈衝信號；脈衝處理子電路，用於根據在電平信號發生不同翻轉時，將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出不同個數的脈衝信號。
進一步，所述單脈衝生成子電路包括非門、與非門和第一延時器，所述脈衝處理子電路包括與門；所述非門的輸出端與所述與非門的一輸入端電連接，所述非門的輸入端輸入電平信號；所述與非門的另一輸入端與所述第一延時器的輸出端電連接；所述第一延時器的輸入端與所述非門的輸入端電連接；所述與非門的輸出端與所述與門的一輸入端電連接。
進一步，所述雙脈衝生成子電路包括第一異或門、第二異或門和第二延時器，所述第二延時器的第二延時周期Tb小於所述第一延時器的第一延時周期Ta；所述第一異或門的一輸入端與所述第一延時器的輸出端電連接，所述第一異或門的另一輸入端輸入電平信號；所述第二異或門的一輸入端與所述第一異或門的輸出端電連接，所述第二異或門的另一輸入端通過所述第二延時器與所述第一異或門的輸出端電連接；所述第二異或門的輸出端與所述與門的另一輸入端電連接。
進一步，所述脈衝檢測電路包括第三延時器、第一觸發器和第二觸發器，所述第三延時器的輸入端與所述光耦隔離電路的輸出端電連接；所述第三延時器的輸出端與所述第一觸發器的輸入端CLK電連接；所述第一觸發器的輸入端D與所述光耦隔離電路的輸出端電連接，所述第一觸發器的輸出端Q與所述第二觸發器的輸入端D電連接；所述第二觸發器的輸入端CLK與所述第三延時器的輸出端電連接，所述第二觸發器的輸出端Q形成所述脈衝檢測電路的輸出端。
本發明還提供的一種通信傳輸方法，包括以下步驟：S10、當電平信號發生不同翻轉時，生成不同個數的脈衝信號；S20、根據已生成的脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；S30、根據經隔離保護傳輸的脈衝信號，生成傳輸邏輯檢測信號。
進一步，所述步驟S10還包括：S11、當電平信號發生高電平至低電平或低電平至高電平的其中一種翻轉時，生成單脈衝信號；S12、當電平信號發生高電平至低電平和低電平至高電平的翻轉時，生成雙脈衝信號；S13、根據在電平信號發生不同翻轉時，將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出不同個數的脈衝信號。
進一步，所述步驟S11還包括：S111、當電平信號發生高到低翻轉時，初始電平信號經過第一延時周期為Ta的延時處理後輸出第一電平信號，初始電平信號經過非運算後輸出第二電平信號；S112、所述第一電平信號和所述第二電平信號共同參加與非運算後，生成脈寬等於第一延時周期Ta、方向向下的第一單脈衝信號；S113、當電平信號發生低到高翻轉時，所述第一電平信號和所述第二電平信號共同參加與非運算後，生成第三電平信號。
進一步，所述步驟S12還包括：S121、當電平信號發生低到高和低到高翻轉時，初始電平信號與第一電平信號共同參加一次異或運算後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；S122、所述第二單脈衝信號經過第二延時周期為Tb的延時處理後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第三單脈衝信號；所述第三單脈衝信號延時於所述第二單脈衝信號，其延遲時間為Tb；所述第二延時周期Tb小於所述第一延時周期Ta；S123、所述第二單脈衝信號與所述第三單脈衝信號共同再次參加異或運算後，生成脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；所述步驟S13還包括：S131、當電平信號發生高到低翻轉時，所述第一單脈衝信號和所述第一雙脈衝信號共同參加與運算後，輸出一個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號；S132、當電平信號發生低到高翻轉時，所述第三電平信號和所述第一雙脈衝信號共同參加與運算後，連續輸出兩個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
進一步，所述步驟S30還包括：S31、經過隔離保護傳輸的脈衝信號，所述脈衝信號經過延時周期為Ta+Tb/2的延時處理後，輸出延時脈衝信號；S32、所述延時脈衝信號與經過隔離保護傳輸的脈衝信號，共同參加一次觸發檢測後輸出觸發脈衝信號；S33、所述延時脈衝信號與所述觸發脈衝信號，共同再次參加觸發檢測後輸出傳輸邏輯檢測信號。
與現有技術相比，本發明提供的一種通信傳輸系統，在數據信號發生變化時，使得光耦隔離電路發送脈衝信號；數據信號不變換時，光耦隔離電路處於截止狀態；為了區分邏輯『0』到邏輯『1』的翻轉和邏輯『1』到邏輯『0』的翻轉，採用發送不同的脈衝個數來區分兩種狀態。這樣即使系統工作在惡劣的情況下，信號被強噪聲幹擾出現誤碼，也能很快被發現、甚至很快實現的自我恢復。
本發明在數據信號輸入端和光耦隔離電路之間增加脈衝生成電路，該脈衝生成電路實現一旦輸入端出現『0』到邏輯『1』的翻轉，輸出兩個連續脈衝信號；輸入端出現『1』到邏輯『0』的翻轉，輸出一個脈衝信號；從而能夠快速發現數據出現錯誤傳輸，可儘早避免後續錯誤。
本發明中在光耦隔離電路和數據信號輸出端之間增加脈衝檢測電路，該電路實現一旦檢測到兩個連續脈衝則輸出邏輯『1』到輸出端；只檢測到一個脈衝則輸出邏輯『0』到輸出端。光耦隔離電路完成電路的隔離和脈衝的傳輸。
附圖說明
下面將以明確易懂的方式，結合附圖說明優選實施方式，對一種通信傳輸系統及通信傳輸方法的上述特性、技術特徵、優點及其實現方式予以進一步說明。
圖1是本發明一種通信傳輸系統的電路原理圖；
圖2是本發明一種通信傳輸系統中脈衝生成電路的電路原理圖；
圖3是本發明一種通信傳輸系統中脈衝檢測電路的電路原理圖；
圖4是本發明中脈衝生成電路輸出的波形圖；
圖5是本發明中脈衝檢測電路輸出的波形圖；
圖6是本發明一種通信傳輸方法的流程示意圖；
圖7是本發明一種通信傳輸方法中步驟S10的流程示意圖；
圖8是本發明另一種通信傳輸方法中步驟S10的流程示意圖；
圖9是本發明又一種通信傳輸方法中步驟S10的流程示意圖；
圖10是本發明一種通信傳輸方法中步驟S30的流程示意圖。
附圖標號說明：
10、脈衝生成電路，20、光耦隔離電路，30、脈衝檢測電路。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本發明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，並獲得其他的實施方式。
為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發明相關的部分，它們並不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便於理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。在本文中，「一個」不僅表示「僅此一個」，也可以表示「多於一個」的情形。
如圖1所示，根據本發明的一個實施例，一種通信傳輸系統，包括脈衝生成電路10、光耦隔離電路20和脈衝檢測電路30，當電平信號發生不同翻轉時，所述脈衝生成電路10生成不同個數的脈衝信號；不同翻轉包括高電平翻轉至低電平、低電平翻轉至高電平；所述光耦隔離電路20與所述脈衝生成電路10電連接，所述光耦隔離電路20接收所述脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；所述脈衝檢測電路30與所述光耦隔離電路20電連接，所述脈衝檢測電路30接收經隔離保護傳輸的脈衝信號，生成傳輸邏輯檢測信號。
所述脈衝生成電路10包括單脈衝生成子電路、雙脈衝生成子電路和脈衝處理子電路，當電平信號發生一種翻轉(高電平翻轉至低電平或低電平翻轉至高電平)時，所述單脈衝生成子電路生成單脈衝信號；當電平信號發生翻轉(高電平翻轉至低電平和低電平翻轉至高電平)時，所述雙脈衝生成子電路生成雙脈衝信號；在電平信號發生不同翻轉(高電平翻轉至低電平和低電平翻轉至高電平)時，所述脈衝處理子電路將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出不同個數的脈衝信號。
具體的，當通信埠處於數據傳輸時，為了檢測數據是否發送正確，根據出現不同個數的脈衝信號，來判斷數據是否進行了正確的傳輸。當高電平翻轉至低電平時，所述脈衝處理子電路將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出一個的脈衝信號；當低電平翻轉至高電平時，所述脈衝處理子電路將單脈衝信號、雙脈衝信號處理連續輸出兩個的脈衝信號。或者，當高電平翻轉至低電平時，所述脈衝處理子電路將單脈衝信號、雙脈衝信號處理連續輸出兩個的脈衝信號；當低電平翻轉至高電平時，所述脈衝處理子電路將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出一個的脈衝信號。
光耦隔離就是採用光耦合器進行隔離。光耦合器的結構相當於把發光二極體和光敏三極體封裝在一起。光耦隔離電路20使被隔離的兩部分電路之間沒有電的直接連接，主要是防止因有電的連接而引起的幹擾，特別是低壓的控制電路與外部高壓電路之間。
針對上述實施例的改進，本實施例中，如圖2所示，所述單脈衝生成子電路包括非門、與非門和第一延時器，所述脈衝處理子電路包括與門；所述非門的輸出端與所述與非門的一輸入端電連接，所述非門的輸入端輸入電平信號；所述與非門的另一輸入端與所述第一延時器的輸出端電連接；所述第一延時器的輸入端與所述非門的輸入端電連接；所述與非門的輸出端與所述與門的一輸入端電連接。
所述雙脈衝生成子電路包括第一異或門、第二異或門和第二延時器，所述第二延時器的第二延時周期Tb小於所述第一延時器的第一延時周期Ta，優選的，第一延時周期Ta等於兩倍的第二延時周期Tb；所述第一異或門的一輸入端與所述第一延時器的輸出端電連接，所述第一異或門的另一輸入端輸入電平信號；所述第二異或門的一輸入端與所述第一異或門的輸出端電連接，所述第二異或門的另一輸入端通過第二延時器與所述第一異或門的輸出端電連接；所述第二異或門的輸出端與所述與門的另一輸入端電連接。
圖4中由上至下，第一條波形是輸入的初始電平信號，第二條波形是第一延時器輸出的第一電平信號，第三條波形是第二異或門輸出的第一雙脈衝信號，第四條波形是與非門輸出的第一單脈衝信號，第五條波形是第一異或門輸出的第二單脈衝信號，第六條波形是第二延時器輸出的第三單脈衝信號，第七條波形是與門輸出的脈衝信號。
具體的，初始電平信號分為三條初始電平信號支路，第一條初始電平信號支路進入第一延時器後，輸出第一延時周期為Ta的第一電平信號；第二條初始電平信號支路進入非門後，輸出與初始電平信號相反的第二電平信號；第一電平信號和第二電平信號共同進入與門後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向下的第一單脈衝信號，或者輸出第三電平信號；
第一電平信號與第三條初始電平信號支路進入異或門後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；第二單脈衝信號分成兩條支路，一條第一單脈衝信號支路進入第二延時器後，輸出第二延時周期為Tb的第二單脈衝信號；第二單脈衝信號與另一條第二單脈衝信號進入異或門後，輸出脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；
當電平信號發生翻轉高電平「1」翻轉至低電平「0」時，第一單脈衝信號與第一雙脈衝信號進入與門後，連續輸出兩個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號；當電平信號發生翻轉低電平「0」翻轉至高電平「1」時，第三電平信號與第一雙脈衝信號進入與門後，輸出一個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
本領域技術人員還可以對上述實施例中電路部分作出適當修改，以實現本發明中的功能，也屬於本發明的保護範圍內，例如：所述單脈衝生成子電路還可以按照以下方式進行設計，所述單脈衝生成子電路包括非門、與門和第一延時器，所述非門的輸出端與所述與門的一輸入端電連接，所述與門的另一輸入端輸入電平信號；所述非門的輸入端與所述第一延時器的輸出端電連接，所述第一延時器的輸入端輸入電平信號。單脈衝生成子電路的工作過程如下：
初始電平信號分為三條初始電平信號支路，第一條初始電平信號支路進入第一延時器後，輸出第一延時周期為Ta的第一電平信號；第一電平信號進入非門後，輸出與第一電平信號相反的第二電平信號；第二條初始電平信號支路和第二電平信號共同進入與門後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向下的第一單脈衝信號，或者輸出第三電平信號；第一雙脈衝信號的生成方式和前一實施例中生成方式相同，此處不再贅述；
當電平信號發生低電平「0」翻轉至高電平「1」時，第一單脈衝信號與第一雙脈衝信號進入與門後，連續輸出兩個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號；當電平信號發生高電平「1」翻轉至低電平「0」時，第三電平信號與第一雙脈衝信號進入與門後，輸出一個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
圖5中由上至下，第一條波形是脈衝生成電路輸出的脈衝信號，第二條波形是第三延時器輸出的延時脈衝信號，第三條波形是第一觸發器輸出的觸發脈衝信號，第四條波形是第二觸發器輸出的傳輸邏輯檢測信號。
針對上述實施例的改進，本實施例中，如圖3所示，所述脈衝檢測電路30包括第三延時器、第一觸發器和第二觸發器，所述第三延時器的輸入端與所述光耦隔離電路20的輸出端電連接；所述第三延時器的輸出端與所述第一觸發器的輸入端CLK電連接；所述第一觸發器的輸入端D與所述光耦隔離電路20的輸出端電連接，所述第一觸發器的輸出端Q與所述第二觸發器的輸入端D電連接；所述第二觸發器的輸入端CLK與所述第三延時器的輸出端電連接，所述第二觸發器的輸出端Q形成所述脈衝檢測電路30的輸出端。
具體的，脈衝檢測電路30由一個延時電路和兩個D觸發器構成，電路簡單，實現檢測到兩個連續的脈衝就輸出一個邏輯『1』，檢測到一個脈衝輸出邏輯『0』。
如圖6、圖7所示，根據本發明的另一個實施例，一種通信傳輸方法，包括以下步驟：S10、當電平信號發生不同翻轉時，生成不同個數的脈衝信號；不同翻轉包括高電平翻轉至低電平、低電平翻轉至高電平；S20、根據已生成的脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；S30、根據經隔離保護傳輸的脈衝信號，生成傳輸邏輯檢測信號。
所述步驟S10還包括：S11、當電平信號發生一種翻轉(高電平翻轉至低電平或低電平翻轉至高電平)時，生成單脈衝信號；S12、當電平信號發生翻轉(高電平翻轉至低電平和低電平翻轉至高電平)時，生成雙脈衝信號；S13、在電平信號發生不同翻轉(高電平翻轉至低電平和低電平翻轉至高電平)時，將單脈衝信號、雙脈衝信號處理輸出不同個數的脈衝信號。
如圖4、圖6、圖8、圖9所示，根據本發明的再一個實施例，一種通信傳輸方法，包括以下步驟：
S111、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，初始電平信號經過第一延時周期為Ta的延時處理後輸出第一電平信號，初始電平信號經過非運算後輸出第二電平信號；
S112、所述第一電平信號和所述第二電平信號共同參加與非運算後，生成脈寬等於第一延時周期Ta、方向向下的第一單脈衝信號；
S121、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，初始電平信號與第一電平信號共同參加一次異或運算後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；
S122、所述第二單脈衝信號經過第二延時周期為Tb的延時處理後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第三單脈衝信號；所述第三單脈衝信號延時於所述第二單脈衝信號，其延遲時間為Tb；第二延時周期Tb小於第一延時周期Ta；優選的，第一延時周期Ta等於兩倍的第二延時周期Tb；
S123、所述第二單脈衝信號與所述第三單脈衝信號共同再次參加異或運算後，生成脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；
S131、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，所述第一單脈衝信號和第一雙脈衝信號共同參加與運算後，輸出一個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
S113、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，第一電平信號和第二電平信號共同參加與非運算後，生成第三電平信號；
S121、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，初始電平信號與第一電平信號共同參加一次異或運算後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；
S122、所述第二單脈衝信號經過第二延時周期為Tb的延時處理後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第三單脈衝信號；所述第三單脈衝信號延時於所述第二單脈衝信號，其延遲時間為Tb；第二延時周期Tb小於第一延時周期Ta；
S123、所述第二單脈衝信號與所述第三單脈衝信號共同再次參加異或運算後，生成脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；
S132、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，所述第三電平信號和第一雙脈衝信號共同參加與運算後，連續輸出兩個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
S20、根據已生成的脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；S30、根據經隔離保護傳輸的脈衝信號，生成傳輸邏輯檢測信號。
本發明在數據信號輸入端和光耦隔離電路20之間增加脈衝生成電路10，該脈衝生成電路10實現一旦輸入端出現『0』到邏輯『1』的翻轉，輸出兩個連續脈衝信號；輸入端出現『1』到邏輯『0』的翻轉，輸出一個脈衝信號；
脈衝生成電路10由組合邏輯和延時電路構成，實現在輸入端ain從『0』到『1』跳變時，在輸出端aout上輸出兩個連續的脈衝；在輸入端ain從『1』到『0』跳變時，在輸出端aout上輸出兩一個脈衝；其輸出脈衝寬度(Tb)和間距(Ta-Tb)由延時電路參數Ta和Tb決定。
如圖5、圖8、圖9、圖10所示，根據本發明的又一個實施例，一種通信傳輸方法，包括以下步驟：
S111、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，初始電平信號經過第一延時周期為Ta的延時處理後輸出第一電平信號，初始電平信號經過非運算後輸出第二電平信號；
S112、所述第一電平信號和所述第二電平信號共同參加與非運算後，生成脈寬等於第一延時周期Ta、方向向下的第一單脈衝信號；
S121、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，初始電平信號與第一電平信號共同參加一次異或運算後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；
S122、所述第二單脈衝信號經過第二延時周期為Tb的延時處理後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第三單脈衝信號；所述第三單脈衝信號延時於所述第二單脈衝信號，其延遲時間為Tb；第二延時周期Tb小於第一延時周期Ta，優選的，第一延時周期Ta等於兩倍的第二延時周期Tb；
S123、所述第二單脈衝信號與所述第三單脈衝信號共同再次參加異或運算後，生成脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；
S131、當電平信號發生高「1」到低「0」翻轉時，所述第一單脈衝信號和第一雙脈衝信號共同參加與運算後，輸出一個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
S113、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，第一電平信號和第二電平信號共同參加與非運算後，生成第三電平信號；
S121、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，初始電平信號與第一電平信號共同參加一次異或運算後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第二單脈衝信號；
S122、所述第二單脈衝信號經過第二延時周期為Tb的延時處理後，輸出脈寬等於第一延時周期Ta、方向向上的第三單脈衝信號；所述第三單脈衝信號延時於所述第二單脈衝信號，其延遲時間為Tb；第二延時周期Tb小於第一延時周期Ta；
S123、所述第二單脈衝信號與所述第三單脈衝信號共同再次參加異或運算後，生成脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的第一雙脈衝信號；
S132、當電平信號發生低「0」到高「1」翻轉時，所述第三電平信號和第一雙脈衝信號共同參加與運算後，連續輸出兩個脈寬等於第二延時周期Tb、方向向上的脈衝信號。
S20、根據已生成的脈衝信號，對所述脈衝信號進行隔離保護傳輸；
S31、經過隔離保護傳輸的脈衝信號，所述脈衝信號經過延時周期為Ta+Tb/2的延時處理後，輸出延時脈衝信號；
S32、所述延時脈衝信號與所述脈衝信號，共同參加一次觸發檢測後輸出觸發脈衝信號；
S33、所述延時脈衝信號與所述觸發脈衝信號，共同再次參加觸發檢測後輸出傳輸邏輯檢測信號。
在光耦隔離電路20和數據信號輸出端之間增加脈衝檢測電路30，該電路實現一旦檢測到兩個連續脈衝則輸出邏輯『1』到輸出端；只檢測到一個脈衝則輸出邏輯『0』到輸出端。光耦隔離電路20完成電路的隔離和脈衝的傳輸。
應當說明的是，上述實施例均可根據需要自由組合。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。