[發明專利]一種用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊

有效

• 申請號: 201310101730.6
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103227636A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 戴強晟;章萍華;魏征;程蘭芬;左文平;謝睿;王少榮
• 申請（專利權）人: 武漢新慧電氣科技有限公司;上海華群實業股份有限公司
• 主分類號: H03K19/14
• 分類號: H03K19/14
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎;馮衛平

技術領域

本發明涉及串行通訊領域，具體涉及一種用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊。

背景技術

隨著多微機系統的應用和微機網絡的發展，通信功能越來越顯得重要。串行數據通信可以構成總線型通信網絡，從而將多臺控制系統連接成一個分布式數據采集和控制系統。

RS-485是典型的雙向、半雙工通信協議，符合真正多點通信網絡要求，由于性能優異、結構簡單、組網容易，多站互連時可節省信號線，便于高速、遠距離傳送。

RS-485在具有以上優點的同時，也存在一些不足，如RS-485傳輸需要兩個終端電阻，如果漏接終端電阻，則通信不可靠；RS-485差分鏈接傳輸不能采用并接的方法，現場接線方式受到限制；RS-485最多接入設備數目為32個；RS-485隔離電壓只有1500VDC。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術的不足之處，而提供一種用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊，用于建立一個相對經濟、高傳輸速率的通信平臺，同時具有傳輸距離遠、現場多點通信組網、高隔離、可以直接并接、成本低廉等優點。

本發明的目的是通過如下技術措施來實現的：一種用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊，該模塊包括向外輸出TTL電平信號的輸出端RX、接收外部TTL電平信號的輸入端TX、控制電路的地線AGND、隔離的通信信號線DIO、隔離的信號電源線V+、隔離的信號地線GND、向外輸出信號的隔離光耦OC1和接收外部信號的隔離光耦OC2；

所述的向外輸出信號的隔離光耦OC1用于對隔離的通信信號線上的電平信號進行處理；接收外部信號的隔離光耦OC2用于接收內部控制器發送的信號，并轉換成隔離的通信信號線上的電平信號；

向外輸出信號的隔離光耦OC1的集電極接向外輸出電平信號的輸出端RX，向外輸出信號的隔離光耦OC1的基極接控制電路的電源VCC，向外輸出信號的隔離光耦OC1的發射極接控制電路的地線AGND，向外輸出信號的隔離光耦OC1中的發光二極管的陽極經限流電阻R1接隔離的信號電源線V+，向外輸出信號的隔離光耦OC1的發光二極管反向并聯一個二極管D1，向外輸出信號的隔離光耦OC1中的發光二極管的陰極連接到接收外部信號的隔離光耦OC2的集電極；

接收外部信號的光耦OC2的集電極接隔離的通信信號線DIO，接收外部信號的光耦OC2的發射極接隔離的信號地線GND，信號線DIO和地線GND之間并聯反向的二極管D2和瞬態抑制二極管T1，接收外部信號的光耦OC2中的發光二極管的陽極接到控制電路的電源VCC，接收外部信號的光耦OC2中的發光二極管的陰極連接到接收外部TTL電平信號的輸入端TX，接收外部信號的光耦OC2的發光二極管反向并聯一個二極管D3。

在上述技術方案中，所述控制電路的電源VCC為直流電壓5V，或者為直流電壓3.3V，所述隔離的信號電源線V+的電壓最高可以到+24V。

與現有技術相比，本發明提供的用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊具有以下優點：

（1）解決了當前總線型網絡中串口通信遠距離傳輸需要終端電阻，傳輸線上的電壓等級低，容易受到干擾導致通信失敗的問題，從而可以確保正常通信。

（2）保證在通信的時候傳輸信號線和控制電路本身高隔離，保護了控制電路本身，對于串口通訊的可靠性具有很好的提升作用。

（3）通信接口模塊在控制器每發送完一次數據后，會返回一次控制器自己發送的數據，保證了數據的正確性。

（4）模塊結構簡單，傳輸數據線只有一根，所需元件少，成本低。

（5）外部接入設備的數目不受限制，可以直接并接在控制電路的收發端，使用簡單方便。

（6）最高傳輸速率隨著選擇的光耦的電流傳輸比增大，可以向上提升。

（7）具有隔離的數據接口。

（8）相對于隔離的信號地最高可達+24V的隔離的信號電源供電。

附圖說明

圖1為本發明用于多控制器互連的高隔離直接并接半雙工通信接口模塊的電路連接圖。

圖2為多個控制器要通過本發明提供的高隔離半雙工通信方式相互通信的連線示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與貢獻易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。