一種用于雙向通信的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于雙向通信的電路，涉及通信【技術領域】，用以實現(xiàn)單個通路在同一時間內可以進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。所述用于雙向通信的電路包括：第一緩沖單元、第二緩沖單元、第一電阻單元、開關單元、檢測單元、參考電壓源；其中，第一輸入信號經第一緩沖單元、第一電阻單元后由第二緩沖單元的輸出端輸出第一輸出信號；第二輸入信號經開關單元、第二電阻單元后由檢測單元的輸出端輸出第二輸出信號。本發(fā)明實施例可用于數(shù)據(jù)的雙向通信。
【專利說明】-種用于雙向通信的電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種用于雙向通信的電路。

【背景技術】
[0002] 隨著電子產品的不斷更新升級，人們對于數(shù)據(jù)的傳輸速率要求也越來越高，而電 子產品之間主要通過端口進行數(shù)據(jù)的傳輸。其中，每個端口中包含至少一個用于數(shù)據(jù)傳輸 的通路，每個通路在同一時間內只能進行單向通信，即每個通路在同一時間內只能進行數(shù) 據(jù)發(fā)送或者數(shù)據(jù)接收。
[0003] 以通用串行總線（Universal Serial Bus，簡稱 USB)為例。從 USB2. 0 到 USB3. 0 的發(fā)展過程中，USB2. 0的端口中包含一個通路，而USB3. 0的端口中包含三個通路，即從 USB2. 0端口中原有的一個通路增加到三個通路，其中USB3. 0中的一個通路專門用于數(shù)據(jù) 或信號發(fā)送，一個通路專門用于數(shù)據(jù)或信號接收，原有的一個通路用于兼容USB2.0。如圖1 所示，通路1用于數(shù)據(jù)發(fā)送，通過緩沖器a和緩沖器b對數(shù)據(jù)A進行發(fā)送；通路2用于數(shù)據(jù) 接收，通過緩沖器c和緩沖器d對數(shù)據(jù)B進行接收。
[0004] 從現(xiàn)有的USB端口設計可以看出，現(xiàn)有USB端口中的每個通路要么用于數(shù)據(jù)發(fā)送， 要么用于數(shù)據(jù)接收，導致數(shù)據(jù)的傳輸速率降低，進而降低端口的通信能力。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供一種用于雙向通信的電路，以實現(xiàn)單個通路在同一時間內可 以進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：
[0007] 本發(fā)明實施例提供了一種用于雙向通信的電路，包括：第一緩沖單元、第二緩沖單 元、第一電阻單元、開關單元、檢測單元、參考電壓源；
[0008] 第一輸入信號輸入到所述第一緩沖單元的輸入端，所述第一緩沖單元的輸出端通 過所述第一電阻單元與所述第二緩沖單元的輸入端連接，所述第二緩沖單元的輸出端輸出 第一輸出信號；
[0009] 所述開關單元的第一端與所述第二緩沖單元的輸入端連接，第二端與所述參考電 壓源連接，第二輸入信號通過所述開關單元的第三端控制所述開關單元的閉合或打開；所 述檢測單元的兩個輸入端分別與所述第一電阻單元的兩端連接，用于檢測所述第一電阻單 元兩端的電壓是否相同，根據(jù)所述第一電阻單元兩端的電壓是否相同，所述檢測單元的輸 出端輸出第二輸出信號；所述參考電壓源產生的電壓大于所述第一輸入信號的低電平，且 小于所述第一輸入信號的高電平。
[0010] 可選的，所述開關單元包括：第二電阻單元、開關器件；
[0011] 所述第二電阻單元的一端與所述第二緩沖單元的輸入端連接，另一端與所述開關 器件的第一端連接，所述開關器件的第二端與所述參考電壓源連接，第二輸入信號通過所 述開關器件的第三端控制所述開關器件的閉合或打開。
[0012] 可選的，所述檢測單元為異或門。
[0013] 可選的，若所述第一輸入信號為高電平時，所述第一輸入信號通過所述第一緩沖 單元、所述第一電阻單元、所述第二緩沖單元輸出第一輸出信號，所述第一輸出信號為高電 平；
[0014] 若所述第一輸入信號為低電平時，所述第一輸入信號通過所述第一緩沖單元、所 述第一電阻單兀、所述第二緩沖單兀輸出第一輸出信號，所述第一輸出信號為低電平。
[0015] 可選的，若所述第二輸入信號為高電平時，所述開關單元閉合，所述第二輸入信號 為低電平時，所述開關單元打開。
[0016] 可選的，若所述第二輸入信號為高電平時，所述檢測單元檢測到所述第一電阻單 元兩端的電壓不同，所述第二輸出信號為高電平；
[0017] 若所述第二輸入信號為低電平時，所述檢測單元檢測到所述第一電阻單元兩端的 電壓相同，所述第二輸出信號為低電平。
[0018] 可選的，所述用于雙向通信的電路還包括：控制器；
[0019] 所述控制器的一端與所述第一緩沖單元的輸入端連接，另一端與所述檢測單元連 接，所述控制器用于在所述第一輸入信號從低電平跳變到高電平，或者從高電平跳變到低 電平時，產生控制信號給所述檢測單元，以使得所述檢測單元根據(jù)所述控制信號控制輸出 所述第二輸出信號。
[0020] 可選的，所述第一輸入信號與所述第二輸入信號采用相同的時鐘信號，或者，采用 不同的時鐘信號。
[0021] 可選的，所述參考電壓源產生的電壓為所述第一輸入信號的高電平與所述第一輸 入信號低電平之間的中間值。
[0022] 可選的，所述開關器件為三極管或M0S管。
[0023] 本發(fā)明實施例提供的一種用于雙向通信的電路，該電路包括：第一緩沖單元、第二 緩沖單元、第一電阻單元、開關單元、檢測單元、參考電壓源；第一輸入信號通過第一緩沖單 元、第一電阻單元、第二緩沖單元輸出第一輸出信號；第二輸入信號控制開關單元的閉合 或打開，由于參考電壓源產生的電壓大于第一輸入信號的低電平，且小于第一輸入信號的 高電平，所以若開關單兀閉合，參考電壓源和第一輸入信號之間總是存在電壓差，此時，第 一緩沖單元、第一電阻單元、第二電阻單元、開關器件、參考電壓源之間形成電流通路，第一 電阻單元中有電流流過，則第一電阻單元兩端的電壓不同，若開關單元打開時，第一緩沖單 元、第一電阻單元、第二電阻單元、開關器件、參考電壓源之間無法形成電流通路，第一電阻 單元中沒有電流流過，則第一電阻單元兩端的電壓相同；此時檢測單元根據(jù)第一電阻單元 兩端的電壓是否相同，由檢測單元的輸出端輸出第二輸出信號。由此看出，本發(fā)明實施例提 供的用于雙向通信的電路，可以實現(xiàn)在同一時間內數(shù)據(jù)的雙向傳輸，不再如現(xiàn)有技術那樣， 每個通路在同一時間內只能進行單向數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中 所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為現(xiàn)有技術提供的一種用于單向數(shù)據(jù)傳輸電路示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于雙向通信的電路的示意圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種具體的用于雙向通信的電路的示意圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明實施例提供的另一種具體的用于雙向通信的電路的示意圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種用于雙向通信的電路的信號傳輸狀態(tài)示意圖；
[0030] 圖6為本發(fā)明實施例提供的另一種用于雙向通信的電路的信號傳輸狀態(tài)示意圖；
[0031] 圖7為本發(fā)明實施例提供的另一種用于雙向通信的電路的信號傳輸狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0032] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033] 本發(fā)明實施例提供了一種用于雙向通信的電路，如圖2所示，包括：第一緩沖單元 10、第二緩沖單元11、第一電阻單元12、開關單元13、檢測單元14、參考電壓源15 ;
[0034] 第一輸入信號A輸入到所述第一緩沖單元10的輸入端，所述第一緩沖單元10的 輸出端通過所述第一電阻單元12與所述第二緩沖單元11的輸入端連接，所述第二緩沖單 兀11的輸出端輸出第一輸出信號C ;
[0035] 所述開關單元13的第一端與所述第二緩沖單元11的輸入端連接，第二端與所述 參考電壓源15連接，第二輸入信號D通過所述開關單元13的第三端控制所述開關單元13 的閉合或打開；所述檢測單元14的兩個輸入端分別與所述第一電阻單元12的兩端連接，用 于檢測所述第一電阻單元12兩端的電壓是否相同，根據(jù)所述第一電阻單元12兩端的電壓 是否相同，所述檢測單元14的輸出端輸出第二輸出信號B ;所述參考電壓源15產生的電壓 大于所述第一輸入信號A的低電平，且小于所述第一輸入信號A的高電平。
[0036] 通過圖2可知，本發(fā)明實施例提供的用于雙向通信的電路，該電路可以在同一通 路上同時進行雙向通信，即輸入第一輸入信號A時，可輸出第一輸出信號C，同時，在輸入第 二輸入信號D時，可輸出第二輸出信號B。第一輸入信號A通過第一緩沖單兀10、第一電阻 單元12、第二緩沖單元11輸出第一輸出信號C ;第二輸入信號D控制開關單元13的閉合 或打開，由于參考電壓源15產生的電壓大于第一輸入信號A的低電平，且小于第一輸入信 號A的高電平，所以若開關單兀閉合時，參考電壓源15和第一輸入信號A之間總是存在電 壓差，此時，第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關器件21、參考電壓源 15之間形成電流通路，第一電阻單元12中有電流流過，則第一電阻單元12兩端的電壓不 同，若開關單元打開時，第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關器件21 到參考電壓源15之間無法形成電流通路，第一電阻單元12中沒有電流流過，則第一電阻單 元12兩端的電壓相同；此時檢測單元14根據(jù)第一電阻單元12兩端的電壓是否相同，由檢 測單元14的輸出端輸出第二輸出信號B。由此看出，本發(fā)明實施例提供的用于雙向通信的 電路，可以實現(xiàn)在同一時間內數(shù)據(jù)的雙向傳輸，不再如現(xiàn)有技術那樣，每個通路在同一時間 內只能進行單向數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。
[0037] 可選的，如圖3所示，所述開關單元13包括：第二電阻單元20、開關器件21 ;所述 第二電阻單元20的一端與所述第二緩沖單元11的輸入端連接，另一端與所述開關器件21 的第一端連接，所述開關器件21的第二端與所述參考電壓源15連接，第二輸入信號D通過 所述開關器件21的第三端控制所述開關器件21的閉合或打開。
[0038] 其中，所述開關器件21可以為三極管，也可以為M0S管，當然也可以為其他具有開 關作用的器件，在此不做限定。
[0039] 所述第二電阻單元20的阻值遠大于所述第一電阻單元12的阻值，以保證反向通 信信號不會影響正向通信信號傳輸。
[0040] 具體的，當所述開關器件21閉合時，由于參考電壓源15產生的電壓大于所述第一 輸入信號A的低電平，且小于所述第一輸入信號A的高電平，因此，第一輸入信號A、第一緩 沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關器件21、參考電壓源15之間形成電流 通路，由于第二電阻單元20的阻值很大，因此，該通路中產生的電流很小，同時，由于第一 電阻單元12的阻值很小，流經第一電阻單元12兩端的壓降很小，則不會影響第一輸入信號 A在第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二緩沖單元11上的傳輸。
[0041] 可選的，所述檢測單元14可以為異或門。
[0042] 其中，若所述異或門檢測到所述第一電阻單元12兩端的電壓相同時，所述異或門 的輸出端輸出的所述第二輸出信號B為低電平；若所述異或門檢測到所述第一電阻單元12 兩端的電壓不同時，所述異或門的輸出端輸出的所述第二輸出信號B為高電平。
[0043] 優(yōu)選的，所述參考電壓源15產生的電壓為所述第一輸入信號A的高電平與所述第 一輸入信號低電平之間的中間值。
[0044] 示例的，若所述第一輸入信號A的高電平為IV，所述第一輸入信號A的低電平為 0V，則所述參考電壓源15產生的電壓0.5V。
[0045] 可選的，所述第一輸入信號A與所述第二輸入信號D采用相同的時鐘信號，或者， 采用不同的時鐘信號。
[0046] 若所述第一輸入信號A與所述第二輸入信號D采用相同的時鐘信號，則所述第一 輸入信號A和所述第二輸入信號D進行數(shù)據(jù)傳輸是同步的；若所述第一輸入信號A與所述 第二輸入信號D采用不同的時鐘信號，則所述第一輸入信號A根據(jù)其采用的時鐘信號進行 數(shù)據(jù)傳輸，所述第二輸入信號D根據(jù)其采用的時鐘信號進程數(shù)據(jù)傳輸，即所述第一輸入信 號A和所述第二輸入信號D進行數(shù)據(jù)傳輸是異步的。
[0047] 具體的，以圖3所示的用于雙向通信的電路，對信號是如何進行雙向傳輸進行詳 細描述。以第一輸入信號A的傳輸過程為正向通信，第二輸入信號D的傳輸過程為反向通 信為例進行說明。其中，術語"正向"、"反向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的 方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指裝置或元件必須具備 的特定的方位、或以特定的方位構造和操作。
[0048] 對于正向通信過程，即第一輸入信號A，輸出第一輸出信號C的過程。首先需要說 明的是，第一緩沖單元10和第二緩沖單元11的特性為輸入高阻態(tài)，輸出低阻態(tài)，即就是，若 輸入為高電平，貝 1J輸出為高電平，若輸入為低電平，貝1J輸出為低電平。同時，在開關器件21 打開的情況下，由于第一電阻單元12的阻值較小，而第二緩沖單元11輸入高阻，因此流經 第一電阻單元12的電流也很小，因此所述第一電阻單元12兩端的電壓差非常小，超過檢測 單元14的檢測精度，因此不會產生第二輸出信號B。
[0049] 若開關器件21打開時，當?shù)谝惠斎胄盘朅為高電平時，第一輸入信號A通過第一 緩沖單兀10、第一電阻單兀12、第二緩沖單兀11后輸出第一輸出信號C，且第一輸出信號C 為高電平；同理，當?shù)谝惠斎胄盘朅為低電平時，第一輸入信號A通過第一緩沖單兀10、第 一電阻單兀12、第二緩沖單兀11后輸出第一輸出信號C，且第一輸出信號C為低電平。
[0050] 若開關器件21閉合時，由于第二電阻單元20的阻值遠大于第一電阻單元12的阻 值，因此，不會影響正向通信過程。那么，當?shù)谝惠斎胄盘朅為高電平時，第一輸入信號A通 過第一緩沖單兀10、第一電阻單兀12、第二緩沖單兀11后輸出第一輸出信號C，且第一輸 出信號C為高電平；同理，當?shù)谝惠斎胄盘朅為低電平時，第一輸入信號A通過第一緩沖單 兀10、第一電阻單兀12、第二緩沖單兀11后輸出第一輸出信號C，且第一輸出信號C為低電 平。
[0051] 對于反向通信過程，即輸入第二輸入信號D，輸出第二輸出信號B的過程。其中，第 二輸入信號D的電平高低，可以控制開關器件21的閉合或打開。若第二輸入信號D為高電 平，開關器件21閉合，第二輸入信號D為低電平時，開關器件21打開。同時，檢測單元14 的兩個輸入端分別與第一電阻單元12的兩端連接，用以檢測第一電阻單元12兩端的電壓 是否相同，檢測單元14根據(jù)電壓是否相同來判斷輸出高電平或是低電平。例如，當檢測單 元14檢測到第一電阻單元12兩端的電壓相同時，輸出的第二輸出信號B為低電平，當檢測 單元14檢測到第一電阻單元12兩端的電壓不同時，輸出的第二輸出信號B為高電平。
[0052] 具體的，當?shù)诙斎胄盘朌為高電平時，開關器件21閉合，由于參考電壓源15產 生的電壓大于所述第一輸入信號A的低電平，且小于所述第一輸入信號A的高電平，因此， 參考電壓源15和第一輸入信號A之間存在電壓差，此時，第一緩沖單兀10、第一電阻單兀 12、第二電阻單元20、開關器件21、參考電壓源15之間形成電流通路，第一電阻單元12中 有電流流過，則第一電阻單元12兩端的電壓不同，檢測單元14檢測到所述第一電阻單元12 兩端的電壓不同，輸出第二輸出信號B，且第二輸出信號B為高電平；第二輸入信號D為低 電平時，開關器件21打開，此時，第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關 器件21、參考電壓源15之間無法形成電流通路，第一電阻單元12中沒有電流流過，則第一 電阻單元12兩端的電壓相同，檢測單元14檢測到所述第一電阻單元12兩端的電壓相同， 輸出第二輸出信號B，且第二輸出信號B為低電平，也即第二輸入信號D為高電平時，第二輸 出信號B為高電平，第二輸入信號D為低電平時，第二輸出信號B為低電平。
[0053] 其中，由于參考電壓源15產生的電壓大于所述第一輸入信號A的低電平，且小于 所述第一輸入信號A的高電平，因此，當?shù)谝惠斎胄盘朅的電平大于參考電壓源15的電壓 時，電流從第一輸入信號A經過第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關 器件21到參考電壓源15 ;當?shù)谝惠斎胄盘朅的電平壓小于參考電壓源15的電壓時，電流 從參考電壓源15經過開關器件21、第二電阻單元20、第一電阻單元12到第一緩沖單元10， 也就是說，第一輸入信號A與參考電壓源15之間存在電壓差，這樣，就有電流流經第一電阻 單元12,區(qū)別僅在于電流傳輸方向的不同，但不影響反向通信過程。
[0054] 可選的，所述第一輸入信號A與所述第二輸入信號D采用相同的時鐘信號，或者， 采用不同的時鐘信號。
[0055] 進一步的，當?shù)谝惠斎胄盘朅高電平，且開關器件21 -直處于閉合狀態(tài)時，此時反 向通信的第二輸出信號B應為高電平，但是在反向通信的過程中，正向通信的第一輸入信 號A從高電平跳變到低電平，由于參考電壓源15產生的電壓大于所述第一輸入信號A的低 電平，且小于所述第一輸入信號A的高電平，因此，在所述第一輸入信號A跳變的過程中，必 然會出現(xiàn)第一輸入信號A的電平與參考電壓源15的電壓相等的時刻，因此，在第一輸入信 號A從高電平跳變到低電平的過程中，第一電阻單元12的電流從第一緩沖單元10到參考 電壓源15逐漸變化為零，再變?yōu)閺膮⒖茧妷涸?5到第一緩沖單元10,在第一輸入信號A跳 變的過程中，會出現(xiàn)流過第一電阻單元12的電流為零的情況，檢測單元14檢測到第一電阻 單兀12兩端的電壓相同，輸出第二輸出信號B為低電平，與開關器件閉合時，第二輸出信號 B為高電平矛盾，因此，在第一輸入信號A跳變的過程中，需要對第二輸出信號B進行控制， 以避免正向通信對反向通信產生影響。
[0056] 為了避免正向通信對反向通信的影響，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的用于雙 向通信的電路還包括：控制器23。其中，控制器23的一端與第一緩沖單元10的輸入端連 接，另一端與檢測單元14連接，控制器23用于在第一輸入信號A從低電平跳變到高電平， 或者從高電平跳變到低電平時，產生控制信號給檢測單元14,以使得檢測單元14根據(jù)該控 制信號控制輸出第二輸出信號B。
[0057] 不例的，若第二輸出信號B為高電平時，此時，第一輸入信號A從高電平跳變?yōu)榈?電平，控制器23在檢測到第一輸入信號A從高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，生成一跳變信號發(fā)送 給檢測單元14,檢測單元14根據(jù)該跳變信號控制第二輸出信號B，使其保持第一輸入信號 A跳變前第二輸出信號B的輸出狀態(tài)不變，即此時第二輸出信號仍為高電平狀態(tài)，當控制器 23檢測到第一輸入信號A跳變結束時，生成一跳變結束信號發(fā)送給檢測單元14,測單元14 收到該跳變結束信號后，不再對其輸出的第二輸出信號B進行控制，僅根據(jù)第一電阻單元 12兩端的實際電壓輸出第二輸出信號B。
[0058] 本發(fā)明實施例提供的用于雙向通信的電路，該電路可以在同一通路上同時進行雙 向通信，即輸入第一輸入信號A時，可輸出第一輸出信號C，同時，在輸入第二輸入信號D時， 可輸出第二輸出信號B。第一輸入信號A通過第一緩沖單兀10、第一電阻單兀12、第二緩沖 單兀11輸出第一輸出信號C ;第二輸入信號D通過開關器件21的第三端控制開關器件21 的閉合或打開，由于參考電壓源15產生的電壓大于第一輸入信號A的低電平，且小于第一 輸入信號A的高電平，所以若開關器件21閉合，參考電壓源15和第一輸入信號A之間總是 存在電壓差，此時，第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開關器件21、參考 電壓源15之間形成電流通路，第一電阻單元12中必有電流流過，則第一電阻單元12兩端 的電壓不同，若開關器件21打開，第一緩沖單元10、第一電阻單元12、第二電阻單元20、開 關器件21到參考電壓源15之間無法形成電流通路，第一電阻單元12中沒有電流流過，則 第一電阻單元12兩端的電壓相同；此時，檢測單元14可以根據(jù)第一電阻單元12兩端的電 壓是否相同，由檢測單元14的輸出端輸出第二輸出信號B。由此看出，本發(fā)明實施例提供的 用于雙向通信的電路，可以實現(xiàn)在同一時間內數(shù)據(jù)的雙向傳輸，不再如現(xiàn)有技術那樣，每個 通路在同一時間內只能傳輸一個信號，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。另外，本發(fā)明實施例中還包 括一個控制器，它可以在正向通信過程中第一輸入信號A的電平發(fā)生跳變時，產生一個控 制信號，控制檢測單元的輸出，使之保持第一輸入信號A跳變前第二輸出信號B的輸出狀態(tài) 不變，避免了傳輸過程中第一輸入信號A的電平跳變導致的第二輸入信號D的傳輸錯誤，提 高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。
[0059] 具體的，如圖4所示，以第一緩沖單元為輸入緩沖器UIN、第二緩沖單元為輸出緩沖 器U QUT、第一電阻單兀12中包含一個電阻R1、第二電阻單兀20中包含一個電阻R2、開關器 件21為M0S管開關S1、檢測單元14為異或門U IN2、控制器為MCU(Micro Controller Unit， 微控制器）、參考電壓源VREF(Voltage Reference,參考電壓源）產生的電壓為第一輸入信 號的高電平與所述第一輸入信號低電平之間的中間值為例，對該電路的雙向通信過程進行 說明，需要說明的是，這些元器件是本領域的技術人員均可很容易的得到。
[0060] 在正向通信過程中，如圖4所不，即輸入第一輸入信號A，輸出第一輸出信號C的過 程。當?shù)谝惠斎胄盘朅為高電平時，第一輸入信號A通過輸入緩沖器U IN、電阻R1、輸出緩沖 器U〇UT后，輸出第一輸出信號C，且第一輸出信號C為高電平；同理，當?shù)谝惠斎胄盘朅為低 電平時，第一輸入信號A通過輸入緩沖器U IN、電阻R1、輸出緩沖器υ〇υτ后輸出第一輸出信號 C，且第一輸出信號C為低電平。
[0061] 對于反向通信過程，如圖4所示，即輸入第二輸入信號D，輸出第二輸出信號Β的過 程。當?shù)诙斎胄盘朌為高電平時，M0S管開關S1閉合，參考電壓源VREF產生的電壓為所 述第一輸入信號的高電平與所述第一輸入信號低電平之間的中間值，此時，輸入緩沖器U IN、 電阻R1、輸出緩沖器UQUT、電阻R2、M0S管開關S1、參考電壓源VREF之間形成電流通路，電 阻R1中有電流流過，則電阻R1兩端的電壓不同，異或門U IN2檢測到電阻R1兩端的電壓不 同，輸出第二輸出信號B，且第二輸出信號B為高電平；當?shù)诙斎胄盘朌為低電平時，M0S 管開關S1打開，此時，輸入緩沖器UIN、電阻R1、輸出緩沖器U〇UT、電阻R2、M0S管開關S1、參 考電壓源VREF之間無法形成電流通路，電阻R1中沒有電流流過，則電阻R1兩端的電壓相 同，異或門U IN2檢測到電阻R1兩端的電壓相同，輸出第二輸出信號B，且第二輸出信號B為 低電平。
[0062] 同時，當?shù)谝惠斎胄盘朅發(fā)生跳變時，MCU檢測到第一輸入信號A發(fā)生跳變，生成 一跳變信號發(fā)送給異或門U IN2，異或門UIN2根據(jù)該跳變信號控制第二輸出信號B保持第一輸 入信號A跳變前第二輸出信號B的輸出狀態(tài)不變，直至第一輸入信號A跳變結束；當MCU檢 測到第一輸入信號A跳變結束時，生成一跳變結束信號發(fā)送給異或門U IN2，異或門UIN2收到 該跳變結束信號后，不再對其第二輸出信號B進行控制，僅根據(jù)電阻R1兩端的電壓是否相 同輸出第二輸出信號B。
[0063] 具體的，控制器對反向通信過程的影響可以包括以下幾種情況：
[0064] 第一種情況：反向通信過程中第二輸入信號D的傳輸速度與正向通信過程中第一 輸入信號A的傳輸速度相同。
[0065] 首先說明是，圖5中的tl表示信號發(fā)生跳變時所需要的時間，t2表示信號傳輸時 的有效電平保持時間，所以信號有兩種狀態(tài)，一種是信號的有效電平狀態(tài)，一種是信號有效 電平的建立狀態(tài)，其中信號有效電平的建立需要的時間也即信號發(fā)生跳變所需要的時間， A1?A4表不第一輸入信號A的輸入信號，D0?D4表不第二輸入信號D的輸入信號，B1? B4表示第二輸出信號B的輸出信號，al?a6表示不同的時間段，是為了清楚地說明在不同 的時間段內第一輸入信號、第二輸入信號和第二輸出信號之間的關系，其中，在有效電平保 持時間t2時間段內的A1?A4、D0?D4、B1?B4,僅表不輸入或者輸出信號的有效電平狀 態(tài)，不表不輸入或者輸出信號電平的高低，同時，在兩個信號之間必須存在跳變時間tl，一 般情況下，跳變時間很短，一般為信號傳輸時有效電平的保持時間的十分之一，甚至更小。 對于信號的跳變時間和有效電平的保持時間，可以根據(jù)不同的標準協(xié)議進行確定，示例的， 若為USB傳輸，則按照USB協(xié)議來確定信號的跳變時間與有效電平保持時間。
[0066] 如圖5所示，當正向通信過程中信號的傳輸速率與反向通信過程中信號的傳輸速 率相同時，即第一輸入信號A和第二輸入信號D輸入的信號的有效電平保持時間是一樣的， 為了避免在傳輸過程中，第一輸入信號A對第二輸入信號D的輸出造成影響，可以通過發(fā)送 第二輸入信號D中的控制器控制第二輸入信號D，讓其延遲tl時間再發(fā)送信號，如圖5所 示，當?shù)谝惠斎胄盘朅由A1跳變?yōu)锳2時，也就是說，在第一次跳變時間tl內，第二輸入信 號D1剛好處于第二輸入信號D1的有效電平保持時間內，控制器控制此時第二輸出信號B 的輸出B1保持al時段內的輸出狀態(tài)B1不變。在a3時段內，第一輸入信號A2沒有發(fā)生跳 變，所以第二輸出信號B2隨著第二輸入信號D2的變化而變化，在a4時段內，第一輸入信號 由A2跳變?yōu)锳3,控制器控制此時第二輸出信號B2保持a3時段內的輸出狀態(tài)B2不變。同 理，在a5時段內，第一輸入信號A3沒有發(fā)生跳變，所以第二輸出信號B3隨著第二輸入信號 D3的變化而變化，在a6時段內，第一輸入信號由A3跳變?yōu)锳4,控制器控制此時第二輸出信 號B3保持a5時段內的輸出狀態(tài)B3不變。由此可以明顯看出，第一輸入信號A的跳變時間 總是對應第二輸入信號D的有效電平保持時間，即在第一輸入信號A的跳變時間內，第二輸 出信號D處于有效電平的保持時間段內，此時，控制器控制第二輸出信號B的輸出保持與之 前的輸出狀態(tài)相同，這樣，就不會導致反向通信過程中出現(xiàn)傳輸錯誤的情況。
[0067] 第二種情況：反向通信過程中第二輸入信號D的信號傳輸速度小于正向通信過程 中第一輸入信號A的信號傳輸速度。
[0068] 首先說明是，圖6中的tl表示第一輸入信號A和第二輸入信號D發(fā)生跳變時所需 要的時間，表不第一輸入信號A傳輸時的有效電平保持時間，t3表不第二輸入信號D傳 輸時的有效電平保持時間；A1?A4表不第一輸入信號A的輸入信號，D1?D3表不第二輸 入信號D的輸入信號，B1?B3表不第二輸出信號B的輸出信號，al?a8僅為了清楚地說 明在不同的時間段內第一輸入信號、第二輸入信號和第二輸出信號之間的關系，其中，在有 效電平保持時間t2時間段內的A1?A4、D1?D3、B1?B3僅表不輸入或者輸出信號的狀 態(tài)，不表不輸入或者輸出信號電平的高低。
[0069] 如圖6所不，在al時段內，第二輸出信號B1隨著第二輸入信號D1的變化而變化， 在a2時段內，第一輸入信號從A1發(fā)生跳變?yōu)锳2,第二輸入信號D1沒有發(fā)生跳變處于有效 電平的保持時間，此時，控制器控制檢測單元的輸出端B1的輸出保持al時段內的輸出狀態(tài) B1之前狀態(tài)不變，所以在a2時段內，第二輸出信號B的輸出信號B1是正確的；在a3時段 內，第一輸入信號A2處于有效電平的保持時間，此時，第二輸出信號B2隨著第二輸入信號 D2的變化而變化；在a4時段內，第一輸入信號從A2跳變到A3,此時，控制器控制檢測單元 的輸出端B2的輸出保持a3時段內跳變后的輸出狀態(tài)不變，在a5時段內，第一輸入信號A3 和第二輸入信號D3均沒有跳變，此時第二輸出信號B2隨著第二輸入信號按照第二輸入信 號D2的變化而變化，但在a6時段內，第一輸入信號A3和第二輸入信號D2均發(fā)生了跳變， 控制器檢測到第一輸入信號A3發(fā)生跳變后，控制檢測單元的輸出端的輸出保持a5時段內 的輸出狀態(tài)B2之前狀態(tài)不變，如圖6所示，此時檢測單元的輸出端B2未發(fā)生跳變，控制器 使檢測單元的輸出端多維持了一個tl時間，但實際上第二輸出信號B2是應該隨著第二輸 入信號D2的跳變而跳變的，所以第二輸出信號B2比實際的第二輸入信號D2多維持了一個 tl時間，而在a7時段，第一輸入信號A4和第二輸入信號D3均沒有發(fā)生跳變，但是由于在 a6時段內，控制器控制檢測單元的輸出端維持不變，所以使得檢測器延遲了一個tl時間才 檢測到a6時段內第二輸入信號D2的變化，所以導致輸出端輸出的第二輸出信號B3也產生 了 tl時間的延遲。
[0070] 通過上述分析可以得出，檢測單元的輸出端輸出的數(shù)據(jù)信號的變化為在有效電平 保持時間上增加或減少一個跳變時間tl，如果第二輸出信號D的有效電平保持時間遠遠大 于第一輸入信號A的有效電平保持時間（如η倍以上，η彡10)，那么第一輸入信號A的跳 變時間也遠遠小于第二輸入信號的有效電平保持時間，在這種情況下，可以忽略第二輸出 信號B上增加或減少一個tl時間。當正反向通信過程中數(shù)據(jù)的傳輸速度相差不大時，可以 控制正向通信過程的信號傳輸速度與反向通信過程的信號傳輸速度使之保持相同，這樣就 可以按照圖5中所示的方式傳輸數(shù)據(jù)，且不會造成信號傳輸錯誤。
[0071] 具體的，正向通信過程中信號的傳輸速度可以直接通過控制器判定得出，反向通 信過程中數(shù)據(jù)的傳輸速度則需要在保持正向通信過程中傳輸信號為某特定狀態(tài)一段時間 的情況下，從反向輸入端輸入一個和反向通信過程中數(shù)據(jù)的傳輸速度相同的一個高低電平 交互的信號，再由控制器判斷反向通信過程中信號的傳輸速度，判定結束后，控制器控制正 向通信過程中傳輸?shù)哪程囟顟B(tài)的信號發(fā)生跳變，通知第二輸出信號的輸出端速度確定結 束，控制器判定完正反向通信過程的數(shù)據(jù)傳輸速度后再進行速度的調節(jié)與信號的傳輸。
[0072] 第三種情況：反向通信過程中第二輸入信號D的信號傳輸速度大于正向通信過程 中第一輸入信號A的信號傳輸速度。
[0073] 首先說明是，圖7中的tl表示第一輸入信號A發(fā)生跳變時所需要的時間，t4表示 第二輸入信號D發(fā)生跳變時所需要的時間，t2表示第一輸入信號A傳輸時的有效電平保持 時間，t3表不第二輸入信號D傳輸時的有效電平保持時間；A1?A2表不第一輸入信號A的 輸入信號，D0?D10表不第二輸入信號D的輸入信號，B0?B9表不第二輸出信號B的輸 出信號，D0'和D5'表示重傳的第二輸入信號，al?a5僅為了清楚地說明在不同的時間段 內第一輸入信號、第二輸入信號和第二輸出信號之間的關系，其中，在有效電平保持時間t2 時間段內的A1?A2、以及有效電平保持時間t3時間段內的DO?DIO、B0?B9僅表示輸 入或者輸出信號的狀態(tài)，不表示輸入或者輸出信號電平的高低。
[0074] 如圖7所示，在正向通信過程中第一輸入信號可能發(fā)生跳變的時間區(qū)域內，示例 的，如圖7中所示的al時段內，第一輸入信號A發(fā)生跳變，此時，檢測器輸出端受控制器控 制，使第二輸入信號D0的輸出維持之前狀態(tài)不變，此時輸出端就無法根據(jù)第二輸入信號D0 輸出第二輸出信號，導致第二輸入信號DO傳輸錯誤，所以在a2時段內，即第一輸入信號Al 的有效電平建立之前，控制器控制反向通信過程重新傳輸?shù)诙斎胄盘朌O'，此時，第二輸 出信號B的輸出端即可輸出正確的第二輸出信號B0,控制器控制重新輸入al時段內無效的 第二輸入信號D0后，才接著輸入后續(xù)第二輸入信號Dl、D2、D3、D4,并由輸出端輸出第二輸 出信號Bl、B2、B3、B4。同理，在a3時段內，第一輸入信號A1發(fā)生跳變，導致第二輸入信號 D5輸出錯誤，所以在a4時段內第一輸入信號A2的有效電平建立之前，控制器首先控制反 向通信過程重新輸入一個第二輸入信號D5'，然后再由輸出端輸出第二輸出信號B5。其中， 標準協(xié)議確定后，MCU可以判斷出正向通信過程中哪些時間是跳變時間，哪些時間是數(shù)據(jù)傳 輸?shù)挠行щ娖奖３謺r間，這樣，MCU就能將第一輸入信號A的跳變時間內傳輸?shù)牡诙斎胄?號D在下個第一輸入信號A的有效保持時間內重新再發(fā)送一次，避免了第二輸入信號的傳 輸錯誤。
[0075] 需要注意是以上各個電阻單元可以為一個或多個器件的組合實現(xiàn)，即上述任一電 阻單元可以包括至少一個電阻，當上述任一電阻單元中包含至少兩個電阻時，所述電阻單 元內的電阻可以并聯(lián)的，也可以是串聯(lián)的，且所述電阻的大小可以是固定的，也可以是變化 的。
[〇〇76] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精 神和范圍。
【權利要求】
1. 一種用于雙向通信的電路，其特征在于，包括：第一緩沖單元、第二緩沖單元、第一 電阻單元、開關單元、檢測單元、參考電壓源； 第一輸入信號輸入到所述第一緩沖單元的輸入端，所述第一緩沖單元的輸出端通過所 述第一電阻單元與所述第二緩沖單元的輸入端連接，所述第二緩沖單元的輸出端輸出第一 輸出信號； 所述開關單元的第一端與所述第二緩沖單元的輸入端連接，第二端與所述參考電壓源 連接，第二輸入信號通過所述開關單元的第三端控制所述開關單元的閉合或打開；所述檢 測單元的兩個輸入端分別與所述第一電阻單元的兩端連接，用于檢測所述第一電阻單元兩 端的電壓是否相同，根據(jù)所述第一電阻單元兩端的電壓是否相同，所述檢測單元的輸出端 輸出第二輸出信號；所述參考電壓源產生的電壓大于所述第一輸入信號的低電平，且小于 所述第一輸入信號的高電平。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述開關單元包括：第二 電阻單元、開關器件； 所述第二電阻單元的一端與所述第二緩沖單元的輸入端連接，另一端與所述開關器件 的第一端連接，所述開關器件的第二端與所述參考電壓源連接，第二輸入信號通過所述開 關器件的第三端控制所述開關器件的閉合或打開。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述檢測單元為異或門。
4. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于， 若所述第一輸入信號為高電平時，所述第一輸入信號通過所述第一緩沖單元、所述第 一電阻單兀、所述第二緩沖單兀輸出第一輸出信號，所述第一輸出信號為高電平； 若所述第一輸入信號為低電平時，所述第一輸入信號通過所述第一緩沖單元、所述第 一電阻單兀、所述第二緩沖單兀輸出第一輸出信號，所述第一輸出信號為低電平。
5. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述第二輸入信號為高 電平時，所述開關單元閉合所述第二輸入信號為低電平時，所述開關單元打開。
6. 根據(jù)權利要求5所述的用于雙向通信的電路，其特征在于， 若所述第二輸入信號為高電平時，所述檢測單元檢測到所述第一電阻單元兩端的電壓 不同，所述第二輸出信號為高電平； 若所述第二輸入信號為低電平時，所述檢測單元檢測到所述第一電阻單元兩端的電壓 相同，所述第二輸出信號為低電平。
7. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述用于雙向通信的電 路還包括：控制器； 所述控制器的一端與所述第一緩沖單元的輸入端連接，另一端與所述檢測單元連接， 所述控制器用于在所述第一輸入信號從低電平跳變到高電平，或者從高電平跳變到低電平 時，產生控制信號給所述檢測單元，以使得所述檢測單元根據(jù)所述控制信號控制輸出所述 第二輸出信號。
8. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述第一輸入信號與所 述第二輸入信號采用相同的時鐘信號，或者，采用不同的時鐘信號。
9. 根據(jù)權利要求1所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述參考電壓源產生的 電壓為所述第一輸入信號的高電平與所述第一輸入信號低電平之間的中間值。
10.根據(jù)權利要求2所述的用于雙向通信的電路，其特征在于，所述開關器件為三極管 或MOS管。
【文檔編號】H03K19/0175GK104052456SQ201410283829
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】孫學斌 申請人:青島海信電器股份有限公司