[實用新型]一種基于電流環的單環雙向串行通信裝置

無效

• 申請號: 200920120134.1
• 申請日: 2009-05-21
• 公開（公告）號: CN201425742Y
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 蔣涵民
• 申請（專利權）人: 蔣涵民;蔣琦超
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 江助菊

技術領域

本實用新型屬于數字通信技術領域，具體涉及一種基于電流環的單環雙向串行通信裝置。

背景技術

電流環技術在模擬量傳送領域已有很多年歷史。其基本構成是在一對線纜的兩端，各有一個設備(譬如設備甲和設備乙)。在線纜的一端設備甲將要傳送的模擬量轉化成4～20mA電流，并使之在線纜中流動；在線纜的另一端，設備乙把4～20mA的電流值轉化成需要的模擬量或數字量。現有的電流環數字通信則把4～20mA模擬電流簡單地替換成環路的通斷狀態，從而構成了從電流環的一端向電流環的另一端單向的數字信號傳送。因此，為了達到雙向數字信號傳送的目的，需要使用兩個電流環(即使用兩對線纜)分別實現兩個不同方向的數字信號傳送。如專利號為200710098909.5的中國專利公開的一種基于電流環的異步串行通信方法中所述即采用上述方法。

該方法的缺點在于它需要使用兩對線實現雙向數字通信，在通信距離較長的情況下，線纜成本較高。

發明內容

針對背景技術存在的缺陷，本實用新型提供了一種成本低廉的基于電流環的單環雙向串行通信裝置。

本實用新型采用的技術方案如下：一種基于電流環的單環雙向串行通信裝置，包括通信主方和通信從方，通信主方和通信從方分別包括一個時序控制單元以及與時序控制單元相連的光耦隔離電路；兩個光耦隔離電路之間通過一對線纜相連，形成電流環電路，電流環電路中設置有一電流源；通信主方和從方的時序控制單元用于控制信號的發送和接收。

本實用新型的基于電流環的單環雙向串行通信裝置，所述的通信主方和從方的時序控制單元為一個微處理器或一個現場可編程門陣列，且每個時序控制單元上設置有接收和發送引腳，所述的引腳與由光耦隔離的電路相連。

本實用新型的基于電流環的單環雙向串行通信裝置，每個光耦隔離的電路包括兩個分別與發送引腳和接收引腳相連的光耦，與接收引腳相連的光耦的發光器兩腳之間接有用于降低光耦靈敏度的電阻；與發送引腳相連的光耦的接收器兩腳之間接有用于避免接收器兩腳之間流過較大電流、形成較大壓降的電阻和三極管。

本實用新型的基于電流環的單環雙向串行通信裝置，電流環電路中的電流源可設置在任一光耦隔離電路中。

本實用新型具有如下優點：1、本實用新型使用單個電流環路進行雙向通信，從而節省大量線纜成本。2、本實用新型具有電流環所固有的超強抗干擾性，實際應用證明其非常實用可靠。3、本實用新型具有超長傳輸距離，在1Kbps左右的速率下，可輕而易舉地傳輸數公里。4、本實用新型成本低廉，一般情況下，可以使用低速光耦；速率較高時，可以使用相對高速的光耦。

附圖說明：

圖1是本實用新型的電路結構圖；

圖2是本實用新型的主方向從方數據發送情況通信原理圖；

圖3是本實用新型的從方向主方數據發送情況通信原理圖；

圖4是本實用新型的無數據發送情況通信原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的一種基于電流環的單環雙向串行通信裝置，包括通信主方和通信從方。通信主方包括一個時序控制單元TCU_MASTER以及與時序控制單元TCU_MASTER相連的光耦隔離電路；通信從方也包括一個時序控制單元TCU_SLAVE以及與時序控制單元TCU_SLAVE相連的光耦隔離電路。所述時序控制單元(Timing?Control?Unit，TCU)可以是一個微處理器或一個現場可編程門陣列(FPGA)。兩個光耦隔離電路之間通過一對線纜相連，形成電流環電路。時序控制單元用于控制信號的接收和發送。如圖1所示的時序控制單元TCU_MASTER、TCU_SLAVE上分別設置有接收引腳MASTER_RX/SLAVE_RX和發送引腳MASTER_TX/SLAVE_TX。整個通信裝置以一個電流源的輸出作為通信電流。電流源可以處于通信主方的光耦隔離電路中，也可以處于通信從方的光耦隔離電路中。(圖1給出了電流源位于通信主方的光耦隔離電路情況)。電流源在環路電阻小于一定數值時，表現為一個恒流源；當環路電阻大于一定數值時，環路電流將減少；當環路斷開時，環路電流為零。本電流環通信的本質是，通信雙方按照通信協議，根據自己的角色，通過對環路的通斷行為進行控制，向通信的對方傳遞數據信息。