[發(fā)明專利]一種微控器與一線總線器件的光電耦合結(jié)構(gòu)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711051961.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN109167594A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峻洪;葉騰;俞守綱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢奇致激光技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0175
• 分類號(hào): H03K19/0175;G06F13/40
• 代理公司: 北京神州華茂知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

本發(fā)明涉及一種微控器與一線總線器件的光電耦合結(jié)構(gòu)和方法。包括微控器、一線總線器件、光電耦合器一、光電耦合器二、驅(qū)動(dòng)器、5V直流電源，其中，所述微控器分別與光電耦合器一、光電耦合器二、電阻一、電阻二連接，一線總線器件分別與光電耦合器一、驅(qū)動(dòng)器、電阻三連接，光電耦合器二分別與驅(qū)動(dòng)器、電阻四連接，所述5V直流電源分別連接電阻三、電阻四。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)微控器與一線總線器件電氣隔離；從而切斷了在總線上的干擾信號(hào)對(duì)微控器的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微控器與一線總線器件連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微控器與一線總線器件的光電耦合結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)

一線總線(1-Wire)是Dallas半導(dǎo)體公司推出的外圍串行擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)，采用單根數(shù)據(jù)線和地線構(gòu)成半雙工通訊。一線總線只有一根數(shù)據(jù)輸入輸出線DQ，總線上所有的器件都掛在DQ上。

由于一線總線在實(shí)際應(yīng)用中布線很長，數(shù)據(jù)線和地線根據(jù)現(xiàn)場需要，往往可達(dá)到數(shù)十米或更長。按照現(xiàn)有的一線總線連接方式，數(shù)據(jù)線和地線是直接與微控器I/O口相連，這種連接方式簡單，且只需微控器的一個(gè)I/O口。但是由于電磁干擾源日益增多增強(qiáng)，總線布線越長，總線上的感應(yīng)信號(hào)就越強(qiáng)，干擾信號(hào)就會(huì)直接通過I/O口對(duì)微控器形成干擾，可能造成程序跑飛、微控器復(fù)位或I/O口損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低，甚至不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種微控器與一線總線器件的光電耦合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)微控器與一線總線器件電氣隔離；從而切斷了在總線上的干擾信號(hào)對(duì)微控器的影響。本發(fā)明的目的還提供一種微控器與一線總線器件的光電耦合方法。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下方案：

本發(fā)明的一種微控器與一線總線器件的光電耦合結(jié)構(gòu)，包括微控器、一線總線器件、光電耦合器一、光電耦合器二、驅(qū)動(dòng)器、5V直流電源，其中，所述微控器分別與光電耦合器一、光電耦合器二、電阻一、電阻二連接，一線總線器件分別與光電耦合器一、驅(qū)動(dòng)器、電阻三連接，光電耦合器二分別與驅(qū)動(dòng)器、電阻四連接，所述5V直流電源分別連接電阻三、電阻四。

2、一種微控器與一線總線器件的光電耦合方法，有以下步驟：

1)將微控器的2個(gè)I/O口用于與一線總線器件的通信，其中一個(gè)I/O口定義為輸出口：1wire_T，另一個(gè)I/O口定義為輸入口：1wire_R；

2)增加設(shè)置2個(gè)光電耦合器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，1組5V直流電源，1wire_T通過光電耦合器一的輸出端與一線總線器件數(shù)據(jù)端(DQ)連接，且一線總線器件數(shù)據(jù)端(DQ)還通過上拉電阻二接5V直流電源；另外，一線總線器件數(shù)據(jù)端(DQ)通過驅(qū)動(dòng)器(U2)驅(qū)動(dòng)光電耦合器二與微控器1wire_R端連接，從電路連接上實(shí)現(xiàn)了微控器與一線總線器件的光電耦合，實(shí)現(xiàn)了電氣隔離。

3)微控器作為一線總線的控制器，按照一線總線嚴(yán)格的時(shí)序要求，控制軟件根據(jù)光電耦合電路的連接，將1wire_T口作為一線總線的控制口和數(shù)據(jù)寫操作口、將1wire_R口作為一線總線上器件狀態(tài)的輸入口和數(shù)據(jù)讀操作口；①由1wire_T口在每個(gè)通訊周期發(fā)出復(fù)位脈沖，復(fù)位時(shí)隙按照一線總線標(biāo)準(zhǔn)為480uS，復(fù)位脈沖輸出完成后，1wire_T釋放總線，再由1wire_R口讀取總線狀態(tài)，總線上的器件通過拉低總線來指示其是否在線。②讀操作起始于1wire_T口將一線總線拉低1uS，接著釋放總線，再由1wire_R口讀取總線上的器件接管總線后輸出的有效數(shù)據(jù)。③寫操作是由1wire_T口將總線從邏輯高(空閑狀態(tài))拉為邏輯低，在寫0時(shí)隙期間，1wire_T口在整個(gè)時(shí)隙中將總線拉低；在寫1時(shí)隙期間，1wire_T口將總線拉低，然后在時(shí)隙起始后15uS之內(nèi)釋放總線。

4)按照步驟3)中每一位的讀、寫時(shí)序操作，可構(gòu)成字節(jié)的讀、寫操作程序；具體使用一線總線器件時(shí)，則按照具體型號(hào)器件規(guī)定的指令對(duì)其進(jìn)行操作。