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
技術領域：
本實用新型涉及一種計算機與嵌入式系統(tǒng)的串行總線通信傳輸及
電源供應的技術領域，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：
隨著電子技術的高速發(fā)展，單片機在軍事、工業(yè)、通信和儀器儀
表等領域已廣泛應用；尤其是以單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)在電器控制 和數(shù)據(jù)采集領域的應用在不斷的拓展，嵌入式單片機已成為機電產(chǎn)品的 心臟部件，控制著機電產(chǎn)品的工作與操作應用，使得越來越多的電器產(chǎn) 品具有智能功能和網(wǎng)絡功能，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串行總線及對數(shù)據(jù)塊進行編碼的多主系統(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，總線上每個節(jié)點除2根信號線外， 均需另外的電源供應。而隨著單片機和電子電路不斷向微功耗的發(fā)展， 總線上每個節(jié)點的電流僅幾毫安到幾十毫安，要使每個節(jié)點單獨供電就 得加大節(jié)點本身成本及線路鋪設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)域的應用。
發(fā)明內容
本實用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術不足的新型的基于信息和電 源同線傳輸?shù)拇锌偩€裝置，能實現(xiàn)以單片機為核心的多節(jié)點串行總線 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)；能實現(xiàn)總線仲裁，使資源共享，節(jié)點從總線獲取 電源及節(jié)點向總線發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)使用更為方便。
本實用新型裝置，包括電源(3)、總線(4)、 DC-DC轉換電路(5)、 反向放大電路(6)、施密特電路(8)以及節(jié)點通信電路(7)等組合構 成。
本實用新型裝置中，其電源(3)和總線(4)通過電感L相連，依 據(jù)總線的節(jié)點數(shù)量和總線長度可在總線上用相同方法連接數(shù)個電壓相同的電源；總線(4)通過二極管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(1)的其它電路所需電源；節(jié)點 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 尖脈沖；總線(4)通過電容C13與節(jié)點電路的施密特電路(8)輸入端 相連，當總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路(8)輸出為負，總線出現(xiàn)負 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)點通信 電路(7) RXD端相連。
為達到本實用新型的目的，該裝置還可以采用如下電路連接來實 現(xiàn)；即電源(3)通過高頻阻尼網(wǎng)絡(9)與總線(4)相連，視節(jié)點數(shù) 量和總線長度可在總線上用相同方法接一個或多個電壓相同的電源?？?線(4)上每個節(jié)點的電源都從總線上獲得，總線(4)通過高頻阻尼網(wǎng) 絡(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(1)的其它電路使用。節(jié)點內信息發(fā)送端TXD也可經(jīng) 反向放大電路后通過低頻阻尼網(wǎng)絡(11)耦合到總線上，在TXD下降沿 和上升沿在總線上產(chǎn)生正負尖脈沖，接收端從總線端通過低頻阻尼網(wǎng)絡 (12)與施密特電路(8)相連，當總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路(8) 輸出為負，總線出現(xiàn)負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)點的RXD相連。
總線上可連接與節(jié)點l結構相同的數(shù)個節(jié)點，總線上各節(jié)點均可作 主機就存在總線仲裁，總線上各節(jié)點都編一個號，在節(jié)點需要發(fā)送信息 時先連續(xù)檢測總線TXD發(fā)送一個字節(jié)的時間，若總線上無信息傳送則再 連續(xù)檢測傳送一位的時間與節(jié)點號乘積的時間，若總線仍無信息傳送則 開始傳送信息，直到與被尋址的節(jié)點通迅完畢。若總線上有信息傳送則 等總線空閑后重新檢測并重復上過程，直到與被尋址節(jié)點通迅完成。
總線上各節(jié)點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)點用公用電源供電；總線上每個節(jié)點的電源都從總線上獲得。
本實用新型結構簡單實用，而且使用效果明顯，采用本實用新型后 可使多節(jié)點從總線獲取電源及節(jié)點向總線發(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)有技術有較大幅度的降低，提高了系統(tǒng)的實用 性。


圖l是本實用新型的原理結構圖 圖2是本實用新型的原理結構框圖具體實施方式
參照圖l，如圖中的實施例所示，本實用新型是由電源3、總線4、 DC-DC轉換電路5、反向放大電路6、施密特電路8以及節(jié)點通信電路7等 組合構成?？偩€4上所有節(jié)點用公用電源供電，電源3通過電感L與總線4 相連，視節(jié)點數(shù)量和總線長度可在總線上用相同方法接一個或多個電壓 相同的電源?？偩€4上每個節(jié)點的電源都從總線上獲得，總線4通過二極 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l的其它電路使用?？偩€4上每個節(jié)點發(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)生正負尖脈沖，接收端從總線 端通過電容C13與節(jié)點電路的施密特電路8輸入端相連，當總線出現(xiàn)正尖 脈沖后施密特電路輸出為負，總線出現(xiàn)負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)點的信息接收端RXD相連，其目的在于TXD 和RXD相位相同。總線上各節(jié)點均可做為主機進行相互通信，總線上可 連接與節(jié)點l結構相同的數(shù)個節(jié)點，每個節(jié)點都固定編一個號，在節(jié)點 需要發(fā)送信息時先連續(xù)檢測總線TXD發(fā)送一個字節(jié)的時間，若總線上無 信息傳送則再連續(xù)檢測傳送一位的時間與節(jié)點號乘積的時間，若總線仍 無信息傳送則開始傳送信息，依次確定總線使用權?？偩€上其它節(jié)點此 期間全部處于接收狀態(tài)，直到與被尋址的節(jié)點通迅完畢；若總線上有信 息傳送則等總線空閑后重新檢測并重復以上過程，直到與被尋址節(jié)點通 迅完成。
參照圖2，如圖中的另一實施例所示，本實用新型是由電源3、總 線4、 DC-DC轉換電路5、反向放大電路6、高頻阻尼網(wǎng)絡9、 10、低頻阻 尼網(wǎng)絡ll、 12、施密特電路8以及節(jié)點通信電路7等組合構成；電源3通 過高頻阻尼網(wǎng)絡9與總線4相連，視節(jié)點數(shù)量和總線長度可在總線上用相 同方法接一個或多個電壓相同的電源?？偩€上每個節(jié)點的電源都從總線 上獲得，總線4通過高頻阻尼網(wǎng)絡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1的其它電路使用。節(jié)點內信 息發(fā)送端TXD也可經(jīng)反向放大電路后通過低頻阻尼網(wǎng)絡11耦合到總線4 上，在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生正負尖脈沖，接收端從總線端 通過低頻阻尼網(wǎng)絡12與施密特電路相連，當總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特 電路輸出為負，總線出現(xiàn)負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)點的RXD相連，其目的在于TXD和RXD相位相同。
總線上各節(jié)點均可做為主機進行相互通信，總線上可連接與節(jié)點l 結構相同的數(shù)個節(jié)點，每個節(jié)點都固定編一個號，在節(jié)點需要發(fā)送信息時先連續(xù)檢測總線TXD發(fā)送一個字節(jié)的時間，若總線上無信息傳送則再 連續(xù)檢測傳送一位的時間與節(jié)點號乘積的時間，若總線仍無信息傳送則 開始傳送信息，依次確定總線使用權?？偩€上其它節(jié)點此期間全部處于 接收狀態(tài)，直到與被尋址的節(jié)點通迅完畢；若總線上有信息傳送則等總 線空閑后重新檢測并重復以上過程，直到與被尋址節(jié)點通迅完成。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)點通信電路(7)組成；其特征在于電源(3)和總線(4)通過電感L相連，總線(4)通過二極管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(1)的其它電路所需電源；節(jié)點信息發(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)生正負尖脈沖；總線(4)通過電容C13與節(jié)點電路的施密特電路(8)輸入端相連，當總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路輸出為負，總線出現(xiàn)負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)點通信電路(7)RXD端相連。
2、 根據(jù)權利要求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)通過高頻阻尼網(wǎng)絡(9) 與總線(4)相連，總線(4)通過高頻阻尼網(wǎng)絡(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(1) 的其它電路使用；節(jié)點內信息發(fā)送端TXD也可經(jīng)反向放大電路后通過低 頻阻尼網(wǎng)絡(11)耦合到總線上，在TXD下降沿和上升沿在總線上產(chǎn)生 正負尖脈沖，接收端從總線端通過低頻阻尼網(wǎng)絡(12)與施密特電路(8) 相連。
3、 根據(jù)權利要求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)點數(shù)量和總線長度可在總線上用相同方法連接數(shù) 個電壓相同的電源。
4、 根據(jù)權利要求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(1)結構相同的數(shù)個節(jié)點，各節(jié)點所需 電源和傳遞信息均在兩根總線上傳送。
5、 根據(jù)權利要求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節(jié)點的電源都從總線上獲得。
6、 根據(jù)權利要求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)點信息發(fā)送端TXD與節(jié)點信息接收端RXD相位相同。
專利摘要本實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轉換電路、反向放大電路、施密特電路以及節(jié)點通信電路組成；其電源和總線通過電感L相連，總線通過二極管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)生正負尖脈沖；總線通過電容C13與節(jié)點電路的施密特電路輸入端相連，當總線出現(xiàn)正尖脈沖后施密特電路輸出為負，總線出現(xiàn)負尖脈沖后施密特電路輸出為正；施密特電路輸出與節(jié)點通信電路RXD端相連；此結構可使多節(jié)點從總線獲取電源及節(jié)點向總線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)得到更方便的使用。
文檔編號G06F13/40GK201248051SQ20082003015
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權日2008年8月29日
發(fā)明者王安軍 申請人:王安軍