專利名稱:基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的串行總線通信傳輸及
電源供應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌?線裝置。
背景技術(shù):
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,單片機(jī)在軍事、工業(yè)、通信和儀器儀
表等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用;尤其是以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)在電器控制 和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的應(yīng)用在不斷的拓展,嵌入式單片機(jī)已成為機(jī)電產(chǎn)品的 心臟部件,控制著機(jī)電產(chǎn)品的工作與操作應(yīng)用,使得越來(lái)越多的電器產(chǎn) 品具有智能功能和網(wǎng)絡(luò)功能,大大提高了工控電器、儀表及家用電器的 使用方便性。嵌入式系統(tǒng)的串行總線系統(tǒng)由RS232串行總線發(fā)展到 RS485串行總線及對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼的多主系統(tǒng)CAN總線,這些總線系 統(tǒng)的使用都使嵌入式系統(tǒng)在電器控制及數(shù)據(jù)采集中的使用得以大大提 高。但所有這些總線系統(tǒng)的使用中,總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)除2根信號(hào)線外, 均需另外的電源供應(yīng)。而隨著單片機(jī)和電子電路不斷向微功耗的發(fā)展, 總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流僅幾毫安到幾十毫安,要使每個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電就 得加大節(jié)點(diǎn)本身成本及線路鋪設(shè)成本和安裝工作量的難度,故上述條件 也限制了嵌入式系統(tǒng)在更廣泛區(qū)域特別是更低成本區(qū)域的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足的新型的基于信息和電 源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,能實(shí)現(xiàn)以單片機(jī)為核心的多節(jié)點(diǎn)串行總線 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng);能實(shí)現(xiàn)總線仲裁,使資源共享,節(jié)點(diǎn)從總線獲取 電源及節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)使用更為方便。
本實(shí)用新型裝置,包括電源(3)、總線(4)、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路(5)、 反向放大電路(6)、施密特電路(8)以及節(jié)點(diǎn)通信電路(7)等組合構(gòu) 成。
本實(shí)用新型裝置中,其電源(3)和總線(4)通過(guò)電感L相連,依 據(jù)總線的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和總線長(zhǎng)度可在總線上用相同方法連接數(shù)個(gè)電壓相同的電源;總線(4)通過(guò)二極管D1、電感L1從總線獲取電源后經(jīng)DC-DC 變換電路(5)或三端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)(1)的其它電路所需電源;節(jié)點(diǎn) 信息發(fā)送端TXD經(jīng)反向放大電路(6)將高低電平放大后通過(guò)電容C12及 肖振電阻R1與總線(4)相連,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù) 尖脈沖;總線(4)通過(guò)電容C13與節(jié)點(diǎn)電路的施密特電路(8)輸入端 相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路(8)輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù) 尖脈沖后施密特電路(8)輸出為正;施密特電路(8)輸出與節(jié)點(diǎn)通信 電路(7) RXD端相連。
為達(dá)到本實(shí)用新型的目的,該裝置還可以采用如下電路連接來(lái)實(shí) 現(xiàn);即電源(3)通過(guò)高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(9)與總線(4)相連,視節(jié)點(diǎn)數(shù) 量和總線長(zhǎng)度可在總線上用相同方法接一個(gè)或多個(gè)電壓相同的電源???線(4)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源都從總線上獲得,總線(4)通過(guò)高頻阻尼網(wǎng) 絡(luò)(10)從總線獲取電源后經(jīng)整流、濾波以及DC-DC變換電路(5)或三 端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)(1)的其它電路使用。節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息發(fā)送端TXD也可經(jīng) 反向放大電路后通過(guò)低頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(11)耦合到總線上,在TXD下降沿 和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖,接收端從總線端通過(guò)低頻阻尼網(wǎng)絡(luò) (12)與施密特電路(8)相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路(8) 輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù)尖脈沖后施密特電路(8)輸出為正;施密特電 路(8)的輸出端與節(jié)點(diǎn)的RXD相連。
總線上可連接與節(jié)點(diǎn)l結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn),總線上各節(jié)點(diǎn)均可作 主機(jī)就存在總線仲裁,總線上各節(jié)點(diǎn)都編一個(gè)號(hào),在節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送信息 時(shí)先連續(xù)檢測(cè)總線TXD發(fā)送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間,若總線上無(wú)信息傳送則再 連續(xù)檢測(cè)傳送一位的時(shí)間與節(jié)點(diǎn)號(hào)乘積的時(shí)間,若總線仍無(wú)信息傳送則 開始傳送信息,直到與被尋址的節(jié)點(diǎn)通迅完畢。若總線上有信息傳送則 等總線空閑后重新檢測(cè)并重復(fù)上過(guò)程,直到與被尋址節(jié)點(diǎn)通迅完成。
總線上各節(jié)點(diǎn)所需電源和傳遞信息均在兩根總線上傳送;總線上所 有節(jié)點(diǎn)用公用電源供電;總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源都從總線上獲得。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,而且使用效果明顯,采用本實(shí)用新型后 可使多節(jié)點(diǎn)從總線獲取電源及節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)得到更 方便的使用;其成本較現(xiàn)有技術(shù)有較大幅度的降低,提高了系統(tǒng)的實(shí)用 性。
圖l是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)圖 圖2是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)框圖具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl,如圖中的實(shí)施例所示,本實(shí)用新型是由電源3、總線4、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路5、反向放大電路6、施密特電路8以及節(jié)點(diǎn)通信電路7等 組合構(gòu)成??偩€4上所有節(jié)點(diǎn)用公用電源供電,電源3通過(guò)電感L與總線4 相連,視節(jié)點(diǎn)數(shù)量和總線長(zhǎng)度可在總線上用相同方法接一個(gè)或多個(gè)電壓 相同的電源??偩€4上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源都從總線上獲得,總線4通過(guò)二極 管D1、電感L1從總線獲取電源后經(jīng)整流、濾波以及DC-DC變換電路5或三 端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)l的其它電路使用。總線4上每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息端TXD 經(jīng)反向放大電路6將高低電平放大后通過(guò)電容C12及肖振電阻R1與總線 相連,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖,接收端從總線 端通過(guò)電容C13與節(jié)點(diǎn)電路的施密特電路8輸入端相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖 脈沖后施密特電路輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù)尖脈沖后施密特電路輸出為 正;施密特電路的輸出端與節(jié)點(diǎn)的信息接收端RXD相連,其目的在于TXD 和RXD相位相同??偩€上各節(jié)點(diǎn)均可做為主機(jī)進(jìn)行相互通信,總線上可 連接與節(jié)點(diǎn)l結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都固定編一個(gè)號(hào),在節(jié)點(diǎn) 需要發(fā)送信息時(shí)先連續(xù)檢測(cè)總線TXD發(fā)送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間,若總線上無(wú) 信息傳送則再連續(xù)檢測(cè)傳送一位的時(shí)間與節(jié)點(diǎn)號(hào)乘積的時(shí)間,若總線仍 無(wú)信息傳送則開始傳送信息,依次確定總線使用權(quán)??偩€上其它節(jié)點(diǎn)此 期間全部處于接收狀態(tài),直到與被尋址的節(jié)點(diǎn)通迅完畢;若總線上有信 息傳送則等總線空閑后重新檢測(cè)并重復(fù)以上過(guò)程,直到與被尋址節(jié)點(diǎn)通 迅完成。
參照?qǐng)D2,如圖中的另一實(shí)施例所示,本實(shí)用新型是由電源3、總 線4、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路5、反向放大電路6、高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)9、 10、低頻阻 尼網(wǎng)絡(luò)ll、 12、施密特電路8以及節(jié)點(diǎn)通信電路7等組合構(gòu)成;電源3通 過(guò)高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)9與總線4相連,視節(jié)點(diǎn)數(shù)量和總線長(zhǎng)度可在總線上用相 同方法接一個(gè)或多個(gè)電壓相同的電源??偩€上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源都從總線 上獲得,總線4通過(guò)高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)10從總線獲取電源后經(jīng)整流、濾波以 及DC-DC變換電路5或三端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)1的其它電路使用。節(jié)點(diǎn)內(nèi)信 息發(fā)送端TXD也可經(jīng)反向放大電路后通過(guò)低頻阻尼網(wǎng)絡(luò)11耦合到總線4 上,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖,接收端從總線端 通過(guò)低頻阻尼網(wǎng)絡(luò)12與施密特電路相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特 電路輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù)尖脈沖后施密特電路輸出為正;施密特電路 的輸出端與節(jié)點(diǎn)的RXD相連,其目的在于TXD和RXD相位相同。
總線上各節(jié)點(diǎn)均可做為主機(jī)進(jìn)行相互通信,總線上可連接與節(jié)點(diǎn)l 結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都固定編一個(gè)號(hào),在節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送信息時(shí)先連續(xù)檢測(cè)總線TXD發(fā)送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間,若總線上無(wú)信息傳送則再 連續(xù)檢測(cè)傳送一位的時(shí)間與節(jié)點(diǎn)號(hào)乘積的時(shí)間,若總線仍無(wú)信息傳送則 開始傳送信息,依次確定總線使用權(quán)。總線上其它節(jié)點(diǎn)此期間全部處于 接收狀態(tài),直到與被尋址的節(jié)點(diǎn)通迅完畢;若總線上有信息傳送則等總 線空閑后重新檢測(cè)并重復(fù)以上過(guò)程,直到與被尋址節(jié)點(diǎn)通迅完成。也可 直接用RS232串行總線及RS485串行總線的成熟軟件略經(jīng)修改后使用。
權(quán)利要求1、一種基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,包括由電源(3)、總線(4)、DC-DC變換電路(5)、反向放大電路(6)、施密特電路(8)以及節(jié)點(diǎn)通信電路(7)組成;其特征在于電源(3)和總線(4)通過(guò)電感L相連,總線(4)通過(guò)二極管D1、電感L1從總線獲取電源后經(jīng)DC-DC變換電路(5)或三端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)(1)的其它電路所需電源;節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送端TXD經(jīng)反向放大電路(6)將高低電平放大后通過(guò)電容C12及肖振電阻R1與總線(4)相連,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖;總線(4)通過(guò)電容C13與節(jié)點(diǎn)電路的施密特電路(8)輸入端相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù)尖脈沖后施密特電路輸出為正;施密特電路(8)的輸出端與節(jié)點(diǎn)通信電路(7)RXD端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,其 特征在于還可以采用如下電路連接,即電源(3)通過(guò)高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(9) 與總線(4)相連,總線(4)通過(guò)高頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(10)從總線獲取電源 后經(jīng)整流、濾波以及DC-DC變換電路(5)或三端穩(wěn)壓器供給節(jié)點(diǎn)(1) 的其它電路使用;節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息發(fā)送端TXD也可經(jīng)反向放大電路后通過(guò)低 頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(11)耦合到總線上,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生 正負(fù)尖脈沖,接收端從總線端通過(guò)低頻阻尼網(wǎng)絡(luò)(12)與施密特電路(8) 相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,其 特征在于視總線的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和總線長(zhǎng)度可在總線上用相同方法連接數(shù) 個(gè)電壓相同的電源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,其 特征在于總線上可連接與節(jié)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn),各節(jié)點(diǎn)所需 電源和傳遞信息均在兩根總線上傳送。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,其 特征在于總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源都從總線上獲得。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,其 特征在于節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送端TXD與節(jié)點(diǎn)信息接收端RXD相位相同。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基于信息和電源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置,是由電源、總線、DC-DC轉(zhuǎn)換電路、反向放大電路、施密特電路以及節(jié)點(diǎn)通信電路組成;其電源和總線通過(guò)電感L相連,總線通過(guò)二極管D1、電感L1從總線獲取電源后經(jīng)DC-DC變換電路或三端穩(wěn)壓器供給其它電路電源;節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送端TXD經(jīng)反向放大電路將高低電平放大后通過(guò)電容C12及肖振電阻R1與總線相連,在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖;總線通過(guò)電容C13與節(jié)點(diǎn)電路的施密特電路輸入端相連,當(dāng)總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路輸出為負(fù),總線出現(xiàn)負(fù)尖脈沖后施密特電路輸出為正;施密特電路輸出與節(jié)點(diǎn)通信電路RXD端相連;此結(jié)構(gòu)可使多節(jié)點(diǎn)從總線獲取電源及節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)得到更方便的使用。
文檔編號(hào)G06F13/40GK201248051SQ20082003015
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者王安軍 申請(qǐng)人:王安軍