专利名称：一种抄表系统的从机M-Bus接口电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及远程抄表电子设备制造领域，更具体的说，本实用新型是关于降低抄表系统的从机的成本的一种抄表系统的从机M-Bus接口电路。
背景技术：
随着智能表越来越多的使用，各种类型的抄表器的需求也随之增加。M-Bus接口电路作为抄表器的一个主要模块，决定了抄表器性能的好坏，也较为影响抄表器的成本高低。 现今大多数抄表器都是延用TI推荐的M-Bus接口电路方案，使用TSS721专用芯片，该方案电路虽然简单，但成本相对较高；而采用分立器件的M-Bus接口电路方案，不能在发送接收数据时对系统电流进行精确控制，性能达不到标准要求。中国专利局于2008年10月22日公告了一份CN201138513Y号文献，名称为一种智能无线抄表系统，该抄表系统包括计量表、区域集中站、读表中心，区域集中站设有微处理器、存储器、不挥发存储器、外向接口模块，还包括信息记录模块，信息记录模块中设有无线读表模块，无线读表模块一端设有天线，另一端与计量表相连；区域集中站中设有与微处理器相连的信息整合无线读表模块。该抄表系统的接口采用接口模块，因此成本较高。
发明内容本实用新型为解决现有技术中存在的接口电路成本较高的缺点，提供了一种低成本、可靠性高的抄表系统的从机M-Bus接口电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括整流电路、电平转换电路、单片机、数据接收电路、数据发送电路；整流电路的一端与M-Bus总线相连，整流电路的另一端分别与电平转换电路、数据接收电路、数据发送电路相连，电平转换电路、 数据接收电路、数据发送电路与单片机相连。M-Bus总线信号通过整流电路整流后，输出方向确定的电压信号，再经电平转换电路转换成系统所需电源电压给单片机供电，同时通过数据发送电路和数据接收电路与单片机进行通信；由于使用分立器件，电路简单，性能优越，并且能兼容TSS721芯片。作为优选，所述电平转换电路包括由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一稳压管、 第二稳压管、第一三极管、第二三极管组成的双恒流电路及由第一电容、第二电容、集成稳压器组成的稳压电路，所述第一稳压管的负极分别与所述整流电路的输出端、第一电阻的一端相连，所述第一稳压管的正极分别与所述第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第三电阻的一端相连，所述第一三极管的发射极通过所述第二电阻与地相连，所述第三电阻的另一端与地相连，所述第一三极管的基极分别与所述第二三极管的集电极、第二稳压管的负极、集成稳压器的输入端相连，所述第二稳压管的正极与地相连，所述第一电阻的另一端与所述第二三极管的发射极相连；所述集成稳压器的输入端通过第一电容与地相连，所述集成稳压器的输出端通过第二电容与地相连。恒流源电路，通过第一稳压管、第二稳压管、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管组成双恒流源电路，两组恒流源电路相互钳制，恒流源电流只由第一电阻、第二电阻大小决定；保证总线电流恒定在一定值，不随系统电压变化而发生改变；稳压电路，通过集成稳压器把恒流源输出电压降至系统所需的工作电压，第一电容、第二电容用于存储电量，以备系统大电流工作时使用，从而保证系统在不同工作电流时，前端恒流电路不受影响。作为优选，所述数据接收电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容、第四电容、第三稳压管、第三三极管、第四三极管，所述第四电阻的一端与所述整流电路的输出端相连，所述第四电阻的另一端分别与所述第三稳压管的负极、第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端与所述第三三极管的基极相连，所述第三稳压管的正极分别与所述第三三极管的发射极、第六电阻、第三电容、第四电容的一端相连，所述第三三极管的集电极分别与第六电阻、第三电容、第四电容的另一端、第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端、第四三极管的基极相连，所述第八电阻的另一端、第四三极管的发射极与地相连，所述第四三极管的集电极与单片机相连并通过第九电阻与电源相连。将M-Bus总线信号通过第三稳压管对第三电容、第四电容的充放电，控制第三三极管的开关，从而控制第四三极管的开关，最终将M-Bus总线信号转换成适合单片机接收的数据信号。作为优选，所述数据发送电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第五三极管、第六三极管，所述第十电阻的一端与单片机相连，所述第十电阻的另一端与所述第五三极管的基极相连，所述第五三极管的发射极与电源相连，所述第五三极管的集电极分别与第十一电阻、第十二电阻的一端相连，所述第十一电阻的另一端与地相连，所述第十二电阻的另一端与所述第六三极管的基极相连，所述第六三极管的集电极通过第十三电阻与整流电路相连，所述第六三极管的发射极通过第十四电阻与地相连。在数据不发送数据时，单片机数据发送端输出高电平，使第五三极管截止，从而使第六三极管截止，第十三电阻、第十四电阻上没有电流通过；在发送数据“0”时，数据发送端输出低电平，使第五三极管和第六三极管导通，第十四电阻上通过的电流由第十四电阻的大小决定，最终控制数据发送时系统电流在IlmAlOmA之间。本实用新型的有益效果是与现有技术相比，本实用新型使用分立器件实现一种低成本M-Bus从机电路设计，不仅性能优越，电路简单，能在M-Bus总线上稳定工作，而且具有成本低、故障率低等优点。
图1是本实用新型抄表系统的从机M-Bus接口电路的一种系统框图；图2是电平转换电路的一种原理图；图3是数据接收电路的一种原理图；图4是数据发送电路的一种原理图。图中1. M-Bus总线，2.整流电路，3.电平转换电路，4.单片机，5.数据接收电路， 6.数据发送电路，7.第一稳压管，8.第一电阻，9.第一三极管，10.第二三极管，11.第二电阻，12.第三电阻，13.第二稳压管，14.第一电容，15.集成稳压器，16.第二电容，17.第四电阻，18.第三稳压管，19.第五电阻，20.第六电阻，21.第三电容，22.第四电容，23.第三三极管，24.第七电阻，25.第八电阻，26.第四三极管，27.第九电阻，28.第十电阻，29.第五三极管，30.第十一电阻，31.第十二电阻，32.第十三电阻，33.第六三极管，34.第十四电阻。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，参见图1，包括整流电路2、电平转换电路3、单片机4、数据接收电路5、数据发送电路6 ；整流电路2的一端与M-Bus总线1 相连，整流电路2的另一端分别与电平转换电路3、数据接收电路5、数据发送电路6相连， 电平转换电路3、数据接收电路5、数据发送电路6与单片机4相连。M-Bus总线1的信号通过整流电路2整流后，输出方向确定的电压信号，再经电平转换电路3转换成系统所需电源电压给单片机4供电，同时通过数据发送电路6和数据接收电路5与单片机4进行通信。参见图2，电平转换电路3包括由第一电阻8、第二电阻8、第三电阻8、第一稳压管 7、第二稳压管13、第一三极管9、第二三极管10组成的双恒流电路及由第一电容14、第二电容16、集成稳压器15组成的稳压电路，第一稳压管7的负极分别与整流电路2的输出端、第一电阻8的一端相连，第一稳压管7的正极分别与第一三极管9的集电极、第二三极管10 的基极、第三电阻8的一端相连，第一三极管9的发射极通过第二电阻8与地相连，第三电阻8的另一端与地相连，第一三极管9的基极分别与第二三极管10的集电极、第二稳压管 13的负极、集成稳压器15的输入端相连，第二稳压管13的正极与地相连，第一电阻8的另一端与第二三极管10的发射极相连；集成稳压器15的输入端通过第一电容14与地相连， 集成稳压器15的输出端通过第二电容16与地相连。前端输出的方向确定的M-Bus信号， 通过由两个稳压管(第一稳压管7、第二稳压管13)、两个电阻(第一电阻8、第二电阻8)、两个三极管(第一三极管9、第二三极管10)组成双恒流源电路，电路中第一稳压管7、第二稳压管13分别稳定第二三极管10和第一三极管9的B、E极电压，从而使第一电阻8和第二电阻8两端电压稳定，这样，第一电阻8和第二电阻8的大小决定了恒流电路的电流；当系统电压变化时，流过恒流电路的电流并不会发生改变，从而使整个系统工作电流保持恒定。 恒流电路稳压管上输出电压至稳压电路，集成稳压器15把电压降至系统所需的工作电压； 两个电容(第一电容14、第二电容16)用于存储电量，以备系统大电流工作时使用，从而保证系统在不同工作电流时，前端恒流电路不受影响。参见图3，数据接收电路5包括第四电阻17、第五电阻19、第六电阻20、第七电阻对、第八电阻25、第九电阻27、第三电容21、第四电容22、第三稳压管18、第三三极管23、 第四三极管沈，第四电阻17的一端与整流电路2的输出端相连，第四电阻17的另一端分别与第三稳压管18的负极、第五电阻19的一端相连，第五电阻19的另一端与第三三极管 23的基极相连，第三稳压管18的正极分别与第三三极管23的发射极、第六电阻20、第三电容21、第四电容22的一端相连，第三三极管23的集电极分别与第六电阻20、第三电容21、 第四电容22的另一端、第七电阻M的一端相连，第七电阻M的另一端分别与第八电阻25 的一端、第四三极管26的基极相连，第八电阻25的另一端、第四三极管沈的发射极与地相连，第四三极管沈的集电极与单片机4相连并通过第九电阻27与电源相连。当M-Bus总线1的电压为标志值时，总线电压通过限流第四电阻17和第三稳压管18对第三电容21、第四电容22的充电，第三三极管23和第四三极管沈截止，单片机4接受端被第九电阻27拉高为高电平；当M-Bus总线1的电压为空值时，总线电压低于第三电容21、第四电容22的电压，第三三极管23和第四三极管沈导通，单片机4接受端被第四三极管沈拉低为低电平； 可见单片机4接受端的高低电平与M-Bus总线1标志值和空值保持一致，最终实现对M-Bus 总线1信号的转换接收。参见图4，数据发送电路6包括第十电阻28、第十一电阻30、第十二电阻31、第十三电阻32、第十四电阻34、第五三极管四、第六三极管33，第十电阻观的一端与单片机4 相连，第十电阻观的另一端与第五三极管四的基极相连，第五三极管四的发射极与电源相连，第五三极管四的集电极分别与第十一电阻30、第十二电阻31的一端相连，第十一电阻30的另一端与地相连，第十二电阻31的另一端与第六三极管33的基极相连，第六三极管33的集电极通过第十三电阻32与整流电路2相连，第六三极管33的发射极通过第十四电阻34与地相连。在数据发送电路6不发送数据时，单片机4数据发送端输出高电平，使第五三极管四截止，从而使第六三极管33截止，第十三电阻32、第十四电阻34上没有电流通过；在数据发送电路6发送数据“0”时，单片机4数据发送端输出低电平，使第五三极管 29和第六三极管33导通，第十四电阻34上通过的电流由第十四电阻34的阻值大小决定， 最终控制数据发送时系统电流在IlmAlOmA之间。以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，其特征在于包括整流电路(2)、电平转换电路(3)、单片机(4)、数据接收电路(5)、数据发送电路(6);所述整流电路(2)的一端与M-Bus 总线(1)相连，所述整流电路(2)的另一端分别与所述电平转换电路(3)、数据接收电路 (5)、数据发送电路(6)相连，所述电平转换电路(3)、数据接收电路(5)、数据发送电路(6) 与所述单片机(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，其特征在于所述电平转换电路(3)包括由第一电阻(8)、第二电阻(11)、第三电阻(12)、第一稳压管(7)、第二稳压管(13)、第一三极管(9)、第二三极管(10)组成的双恒流电路及由第一电容(14)、第二电容(16)、集成稳压器(15)组成的稳压电路，所述第一稳压管(7)的负极分别与所述整流电路(2)的输出端、第一电阻(8)的一端相连，所述第一稳压管(7)的正极分别与所述第一三极管(9)的集电极、第二三极管(10)的基极、第三电阻(12)的一端相连，所述第一三极管(9)的发射极通过所述第二电阻(11)与地相连，所述第三电阻(12)的另一端与地相连， 所述第一三极管(9)的基极分别与所述第二三极管(10)的集电极、第二稳压管(13)的负极、集成稳压器(15)的输入端相连，所述第二稳压管(13)的正极与地相连，所述第一电阻 (8)的另一端与所述第二三极管(10)的发射极相连；所述集成稳压器(15)的输入端通过第一电容(14)与地相连，所述集成稳压器(15)的输出端通过第二电容(16)与地相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，其特征在于所述数据接收电路(5)包括第四电阻(17)、第五电阻(19)、第六电阻(20)、第七电阻(24)、第八电阻(25)、第九电阻(27)、第三电容(21)、第四电容(22)、第三稳压管(18)、第三三极管 (23)、第四三极管(26)，所述第四电阻(17)的一端与所述整流电路(2)的输出端相连，所述第四电阻(17)的另一端分别与所述第三稳压管(18)的负极、第五电阻(19)的一端相连，所述第五电阻(19)的另一端与所述第三三极管(23)的基极相连，所述第三稳压管(18)的正极分别与所述第三三极管(23)的发射极、第六电阻(20)、第三电容(21)、第四电容(22)的一端相连，所述第三三极管(23)的集电极分别与第六电阻(20)、第三电容(21)、第四电容 (22)的另一端、第七电阻(24)的一端相连，第七电阻(24)的另一端分别与所述第八电阻 (25)的一端、第四三极管(26)的基极相连，所述第八电阻(25)的另一端、第四三极管(26) 的发射极与地相连，所述第四三极管(26)的集电极与单片机(4)相连并通过第九电阻(27) 与电源相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，其特征在于所述数据发送电路(6)包括第十电阻(28)、第十一电阻(30)、第十二电阻(31)、第十三电阻 (32)、第十四电阻(34)、第五三极管(29)、第六三极管(33)，所述第十电阻(28)的一端与单片机(4)相连，所述第十电阻(28)的另一端与所述第五三极管(29)的基极相连，所述第五三极管(29)的发射极与电源相连，所述第五三极管(29)的集电极分别与第十一电阻 (30)、第十二电阻(31)的一端相连，所述第十一电阻(30)的另一端与地相连，所述第十二电阻(31)的另一端与所述第六三极管(33)的基极相连，所述第六三极管(33)的集电极通过第十三电阻(32)与整流电路(2)相连，所述第六三极管(33)的发射极通过第十四电阻 (34)与地相连。
专利摘要本实用新型涉及一种抄表系统的从机M-Bus接口电路，目的是提供一种低成本、可靠性高的抄表系统的从机M-Bus接口电路。包括整流电路(2)、电平转换电路(3)、单片机(4)、数据接收电路(5)、数据发送电路(6)；整流电路(2)的一端与M-Bus总线(1)相连，整流电路(2)的另一端分别与电平转换电路(3)、数据接收电路(5)、数据发送电路(6)相连，电平转换电路(3)、数据接收电路(5)、数据发送电路(6)与单片机(4)相连。与现有技术相比，本实用新型使用分立器件实现一种低成本M-Bus从机电路设计，不仅性能优越，电路简单，能在M-Bus总线上稳定工作，而且具有成本低、故障率低等优点。
文档编号G06F13/40GK202093507SQ201120059690
公开日2011年12月28日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者杨超超, 祝向辉, 贾灵, 郭辉, 陈秋煌, 雷俊勇 申请人:利尔达科技有限公司