半雙工通訊收發控制裝置的製作方法
2023-10-27 00:08:27 2
專利名稱：半雙工通訊收發控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半雙工通訊收發控制裝置。
(二) 背景技術當前各種現場總線應用領域，如中央空調計費，消防報
警，三表集抄等應用領域，普遍採用半雙工的現場總線，如採用RS485總線等
現場總線。半雙工總線有一個特點和要求，同一時刻只能有一臺設備向總線發 送數據，因此，任意總線設備在不響應主機通訊命令時必須處於接收狀態，才 能保障總線的無衝突和通訊的可靠性。由於現場複雜的情況，在現場總線施工、 調試和後期使用中，出現總線因長期佔用導致網絡癱瘓一直是困擾技術開發和 現場維護工作人員的問題，單元網絡中只要有一個節點因故障處於發送狀態,總 線就會長期佔用，導致該單元半雙功通訊網絡癱瘓。而在調試和維護中査找故障 節點需要消耗大量人力、物力和時間。如果故障點處於接收狀態則不會佔用總 線，也不會影響整個網絡，這時排查故障節點的工作量就會大幅度降低，工作人 員可以直接針對故障節點進行定點檢查。
針對上述問題，以前技術上常用的做法是在設備的通訊上加保護，例如選 用高標準的通訊晶片，加光電隔離，加防雷管等等措施。但是在實際應用中經
常出現這樣的情況由於半雙工通訊總線對從機的收發控制要求比較嚴格，採 用單一的高低電平收發控制電路，當節點程序出現死機或硬體故障而一直輸出 單一電平時，收發控制腳控制信號變化隨CPU控制腳輸出的的高電平或低電平， 一旦輸出的電平控制通訊模塊處於發送狀態就會長期佔用總線而影響總線的通 訊。由於系統設備的死機，使得收發控制處於隨機狀態， 一直或間隔的對總線 幹擾往往會造成網絡癱瘓，造成網絡癱瘓的機率還相當大。因此，即使採取上 述措施仍然存在很大的通訊安全隱患。
(三) 實用新型內容 本實用新型針對現有技術存在的問題，設計製造出一種成本較低，具有高
抗幹擾性的半雙工通訊收發控制裝置。
本實用新型採用的技術方案
一種半雙工通訊收發控制裝置，含有為其提供工作電源的電源模塊，中央 處理器以及通訊模塊，通訊模塊和中央處理器的串行通訊接口對應連接，在中 央處理器和通訊模塊之間連接有收發控制電路，所述收發控制電路的控制輸入 接口C0M一C0NT1、 C0MJX)NT2連接中央處理器的控制I/0輸出接口，收發控制電 路的輸出控制接口 CONT—OUT連接通訊模塊的接收/發送控制接口。收發控制電 路根據中央處理器的控制I/O輸出接口輸出唯一的特定電平才執行發送控制， 即只有中央處理器的控制1/0同時輸出唯一的反向電平時，通訊模塊才處於發送 狀態，其它電平狀態收發控制模塊均處於接收狀態,最大限度的保證總線不會為 故障設備長期佔用導致無法通訊。
所述的半雙工通訊收發控制裝置，收發控制電路採用光電隔離電路，通訊 模塊採用RS485通訊電路，光電隔離電路中光電耦合器的兩個輸入端分別對應 連接中央處理器的兩個或兩組控制I/0輸出接口，光電耦合器的輸出端CONT一OUT 連接RS485通訊電路中集成電路晶片MAX487的接收/發送控制接口
所述的半雙工通訊收發控制裝置，收發控制電路採用晶體三極體控制電路， 兩個耦合連接的晶體三極體其控制基極分別對應連接中央處理器的兩個或兩組 控制I/0輸出接口， NPN晶體三極體的集電極接電源，PNP晶體三極體的集電極 輸出端CONT—OUT連接通訊模塊集成電路晶片MAX487的接收/發送控制接口 。
所述的半雙工通訊收發控制裝置，收發控制電路採用集成運算放大器和與 門邏輯電路，採用兩個運算放大器LM358構成兩個比較器，其中一個比較器的 同相輸入端和另一個比較器的反相輸入端分別對應連接中央處理器的兩個或兩 組控制1/0輸出接口，兩個比較器的輸出端分別接入一與門邏輯電路74HC08的 兩個輸入端，與門邏輯電路的輸出端CONT一OUT連接通訊模塊集成電路晶片 MAX487的接收/發送控制接口。
所述的半雙工通訊收發控制裝置，不僅對MAX487通訊模塊有效，對其它 產品如MAX485、 SP485、 SP487、 SN75176等構成模塊同樣有效，可適用於所 有的半雙工通訊總線的收發控制。
本實用新型的積極有益效果
1、 本實用新型半雙工通訊收發控制裝置，對半雙工通訊總線的可靠穩定運 行提供有效支持，在現場半雙工通訊總線的實際應用中，可以大大提高網絡的 穩定性，大幅度降低調試和維護的成本。本實用新型收發控制電路可以嵌入到 任何一種半雙工通訊設備的電路中，實現相同的效果，為半雙工通訊總線在其 它方面可靠有效的應用提供的一個有效低廉解決方案。
2、 本實用新型半雙工通訊收發控制裝置，電路設計合理，簡單實用，成本 低，使用維修方便，可以實現可靠的半雙工通訊，具有極好的推廣應用價值。
(四)
圖l:半雙工通訊收發控制裝置示意圖 圖2:半雙工通訊收發控制裝置收發控制電路之一 圖3:半雙工通訊收發控制裝置收發控制電路之二 圖4:半雙工通訊收發控制裝置收發控制電路之三 圖5:半雙工通訊收發控制裝置CPU控制電路 圖6:半雙工通訊收發控制裝置通訊和電源電路
(五) 具體實施方式
實施例一參見圖l，本實用新型半雙工通訊收發控制裝置，含有電源模塊 為其提供工作電源，通訊模塊和中央處理器的串行通訊接口對應連接，在中央 處理器和通訊模塊之間連接有收發控制電路，所述收發控制電路的控制輸入接 口C0M一C0NT1、 C0M一C0NT2連接中央處理器的控制I/0輸出接口，收發控制電路 的輸出控制接口 CONT—OUT連接通訊模塊的接收/發送控制接口。收發控制電路 根據中央處理器的控制I/O輸出接口輸出的特定的電平信號執行相應的收、發 轉換控制。
本實施例具體實施方式
參見圖2、圖5、圖6，收發控制電路採用光電隔離 電路，通訊模塊採用RS485通訊電路，中央處理器CPU採用89S52，光電隔離電 路中光電耦合器的兩個輸入端COMj:ONTl、 C0M一C0NT2分別對應連接中央處理器 的Pi.o和P2. o接口 ，光電耦合器的輸出端CONT—OUT連接RS485通訊電路中集成 電路晶片MAX487的接收/發送控制接口 。
圖6中Jll為電源輸入及通訊接口，電源接口向整個電路提供電源。圖中
Ull為CPU, Ul為光電耦合器，U12為通訊RS485總線通訊主晶片。裝置的CPU 通過收發控制電路可以控制通訊的接收和發送。在此實施例中，只有CPU正常 工作且使COM—C0NT1為高、C0M_C0NT2為低時，CONT—OUT輸出為高，通訊電路 向外部總線發送數據。CONT一OUT輸出為低，通訊電路接收狀態。例如晶片壞了， 所有埠全為高或低，此時CONT一OUT輸出為低，節點設備處於接收狀態，不會 幹擾外部總線。採用光電隔離電路的該方案最為簡潔有效。
實施例二參見圖l，圖3、圖5、圖6，本實施例收發控制電路採用晶體 三極體控制電路，兩個耦合連接的晶體三極體其控制基極分別對應連接中央處 理器的兩個或兩組控制I/0輸出接口， NPN晶體三極體的集電極接電源，PNP晶 體三極體的集電極輸出端CONT—OUT連接通訊模塊集成電路晶片MAX487的接收/ 發送控制接口。圖中U11為CPU， TR1和TR2為三極體9013、 9012， U12為通訊 RS485總線通訊主晶片，Jll為電源輸入接口。'
本實施例與實施例一的區別在於收發控制電路改為三極體控制，此種情況 下原理和功能與實施例一相同，不再複述。這裡利用的三極體的飽和工作區， 依此特點達到需要的功能。
實施例三參見圖1，圖4、圖5、圖6，本實施例半雙工通訊收發控制 裝置，收發控制電路採用集成運算放大器和與門邏輯電路，採用兩個運算放大 器LM358構成兩個比較器，其中一個比較器的同相輸入端和另一個比較器的反 相輸入端分別對應連接中央處理器的兩個或兩組控制I/O輸出接口，兩個比較 器的輸出端分別接入一與門邏輯電路74HC08的兩個輸入端，與門邏輯電路的輸 出端C0NT一0UT連接通訊模塊集成電路晶片MAX487的驅動輸入接收/發送控制接 口。圖中U11為CPU， U12為通訊RS485總線通訊主晶片，Jll為電源輸入接口。 本實施例與實施例一的區別在於收發控制電路改為運算放大器和與門邏輯電路 控制。此種情況下原理和功能與實施例一相同，不在複述。這裡利用的運算放 大器的典型功能，構成兩個比較器，末端用了一個與門邏輯電路處理信號，按 此電路可達到需要的功能。
實施例四參見圖l、圖2、圖5、圖6，=本實施例半雙工通訊收發控制裝
置，與實施例一稍有不同即由中央處理器0 1]的一組埠？1.0 ？1.7共同連接
光電耦合器的輸入端C0M一C0NT1;中央處理器CPU的埠 P2.0連接光電耦合器的 另一輸入端C0Mj:0NT2。在此實施例中，只有CPU正常工作且使為Pi.o Pi.7高、 P2.0為低時，CONT一OUT輸出為高，通訊電路向外部總線發送數據。其它情況 CONT—OUT輸出為低，通訊電路接收狀態。例如晶片壞了，所有埠全為高或低， 此時CONTJ)UT輸出為低，不幹擾外部總線。
具體實施過程中，結合圖l，可以把圖2， 3, 4中的任意一個或幾個收發控 制電路的組合嵌入到其它產品的通訊控制電路中，以達到相同的功能，提高半 雙工通訊總線的可靠性。
權利要求1、一種半雙工通訊收發控制裝置，含有電源模塊，中央處理器以及通訊模塊，通訊模塊和中央處理器的串行通訊接口對應連接，其特徵是在中央處理器和通訊模塊之間連接有收發控制電路，所述收發控制電路的控制輸入接口COM_CONT1、COM_CONT2連接中央處理器的控制I/O輸出接口，收發控制電路的輸出控制接口CONT_OUT連接通訊模塊的接收/發送控制接口。
2、 根據權利要求1所述的半雙工通訊收發控制裝置，其特徵是所述收發 控制電路採用光電隔離電路，通訊模塊採用RS485通訊電路，光電隔離電路中 光電耦合器的兩個輸入端分別對應連接中央處理器的兩個或兩組控制I/O輸出 接口，光電耦合器的輸出端C0NTJ)UT連接RS485通訊電路中集成電路晶片 MAX487的接收/發送控制接口。
3、 根據權利要求1所述的半雙工通訊收發控制裝置，其特徵是所述收發 控制電路採用晶體三極體控制電路，兩個耦合連接的晶體三極體其控制基極分 別對應連接中央處理器的兩個或兩組控制1/0輸出接口， NPN晶體三極體的集電 極接電源，PNP晶體三極體的集電極輸出端CONT—OUT連接通訊模塊集成電路芯 片MAX487的接收/發送控制接口 。
4、 根據權利要求1所述的半雙工通訊收發控制裝置，其特徵是所述收發 控制電路採用集成運算放大器和與門邏輯電路，採用兩個運算放大器LM358構 成兩個比較器，其中一個比較器的同相輸入端和另一個比較器的反相輸入端分 別對應連接中央處理器的兩個或兩組控制I/O輸出接口，兩個比較器的輸出端 分別接入一與門邏輯電路74HC08的兩個輸入端，與門邏輯電路的輸出端 CONT—OUT連接通訊模塊集成電路晶片MAX487的接收/發送控制接口
5、 根據權利要求2、 3或4所述的半雙工通訊收發控制裝置，其特徵是 通訊模塊中集成電路晶片或者採用MAX485、 SP485、 SP487、 SN75176中任意 一種。
專利摘要本實用新型半雙工通訊收發控制裝置含有電源模塊，中央處理器以及通訊模塊，通訊模塊和中央處理器的串行通訊接口對應連接，在中央處理器和通訊模塊之間連接有收發控制電路，所述收發控制電路的控制輸入接口COM_CONT1、COM_CONT2連接中央處理器的控制I/O輸出接口，收發控制電路的輸出控制接口CONT_OUT連接通訊模塊的接收/發送控制接口。本實用新型半雙工通訊收發控制裝置電路設計合理，成本低，簡單實用，可以嵌入到任何一種半雙工通訊設備的電路中，對半雙工通訊總線的可靠穩定運行提供有效支持，大大提高網絡的穩定性，降低調試和維護成本，為半雙工通訊總線在其它方面可靠有效的應用提供的一個有效低廉解決方案，具有極好的推廣應用價值。
文檔編號G08C19/00GK201060545SQ20072009126
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者李玉琴, 東 楊, 陳傳偉 申請人:鄭州春泉暖通節能設備有限公司