专利名称：宽电压单数据线无极性通信接口电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接口电路，具体地说，涉及一种宽电压单数据线无极性通信接口电路。
背景技术：
在一些特定环境中，需监测某种气体含量，监测气体含量的设备中必然包含检测气体的传感器。由于气体传感器可能受到各种污染，造成参数下漂，使得定期对这些传感器进行检查，对其零点及线性度进行重新标定是必要的。然而这些监测气体含量的设备可能被安装在不便于拆卸的位置上，比如锅炉烟囱中，要对其进行检查、标定就比较麻烦
发明内容
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本发明的目的是提供一种便于对不易拆装的设备进行检查和标定所使用的宽电压单数据线无极性通信接口电路。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种宽电压单数据线无极性通信接口电路，用于连接数据采集器和数据处理器，其包括数据发送处理电路、数据接收处理电路、无极性接口电路；所述的无极性接口电路具有对内输入端、对内输出端和两个对外端子；所述的数据发送处理电路的一个输入端与所述的数据采集器相连接，所述的数据发送处理电路的输出端与所述的无极性接口电路的对内输入端相连接；所述的数据接收处理电路的一个输入端与所述的无极性接口的对内输出端相连接，所述的数据处理电路的输出端与所述的数据采集器相连接；所述的无极性接口电路的两个所述的对外端子分别与所述的数据处理器和地线相连接。优选的，所述的无极性接口电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；所述的第一二极管的正极与所述的第二二极管的负极相连接并形成所述的无极性接口电路的一个所述的对外端子；所述的第一二极管的正极接地；所述的第三二极管的正极与所述的第四二极管的负极相连接并形成所述的无极性接口电路的另一个所述的对外端子；所述的第四二极管的正极接地；所述的第二二极管的负极与所述的第三二极管的负极相连接共同构成所述的无极性接口电路的所述的对内输入端或所述的对内输出端。优选的，所述的第二二极管和所述的第三二极管的共同端连接有第十电阻，所述的第十电阻的一端与第一电容的一端相连接，所述的第一电容的另一端接地。优选的，所述的数据发送处理电路还具有发送控制信号端；所述的数据发送处理电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管，所述的第二三极管的集电极与所述的第十电阻和所述的第一电容的共同端相连接，所述的第二三极管的基极与所述的第一三极管的集电极相连接，所述的第二三极管的发射极与所述的第三三极管的集电极相连接；所述的第一三极管的发射极和所述的第三三极管的发射极分别接地；所述的第一三极管的集电极连接于第三电阻的一端，所述的第一三极管的基极连接于第二电阻的一端，所述的第二电阻的另一端连接于第一电阻的一端，所述的第一电阻的另一端和所述的第三电阻的另一端共同与电源相连接，所述的第一电阻和所述的第二电阻的共同端为所述的数据发送处理电路的一个输入端并与所述的数据采集器相连接；所述的第三三极管的基极连接于第四电阻的一端，所述的第四电阻的另一端与第六电阻的一端相连接，所述的第六电阻的另一端与电源相连接，所述的第四电阻与所述的第六电阻的共同端为所述的数据发送处理电路的发送控制信号端。优选的，所述的数据接收处理电路还具有接收控制信号端；所述的数据接收处理电路包括第四三极管、第五三极管、第六三极管；所述的第十电阻与所述的第一电容的共同端经过第十二电阻与所述的第四三极管的基极相连接，所述的第四三极管的集电极经过第七电阻与电源相连接，所述的第五三极管的积极与所述的第四三极管的集电极相连接，所述的第五三极管的集电极经过第九电阻与电源相连接，所述的第五三极管的集电极为所述的数据接收处理电路的输出端并与所述的数据采集器相连接，所述的第五三极管的发射极与所述的第六三极管的集电极相连接，所述的第十电阻和所述的第一电容的共同端还连接有第十一电阻的一端，所述的第六三极管的发射极、所述的第四三极管的发射极、所述的第十一电阻的另一端共同接地，所述的第六三极管的基极连接有第五电阻的一端，所述的第 五电阻的另一端经过第八电阻与电源相连接，所述的第五电阻的另一端为所述的数据接收处理电路的接收控制信号端。优选的，所述的数据采集器为传感器。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点本发明的宽电压单数据线无极性通信接口电路可以实现单数据线无极性串行通信，其发送数据采用开关量输出的方式，使用接收设备提供的电压，实现发送过程的低功耗；同时，发送和接收信号电压范围宽，可以提高通信接口的适应能力；电路结构简单，便于集成。
附图I为本发明的宽电压单数据线无极性通信接口电路的电路框图。附图2为本发明的宽电压单数据线无极性通信接口电路的电路图。附图3为本发明的宽电压单数据线无极性通信接口电路的数据发送处理电路的电路图。附图4为本发明的宽电压单数据线无极性通信接口电路的数据接收处理电路的电路图。
具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。实施例一参见附图I所示。一种宽电压单数据线无极性通信接口电路，用于连接数据采集器和数据处理器。其中，数据采集器为传感器，如在特定环境中，对某种气体的含量进行检测的传感器，其通常安装于不便于拆卸的位置上。而数据处理器则用于对数据采集器(即传感器)所采集到的数据进行处理。该宽电压单数据线无极性通信接口电路包括数据发送处理电路、数据接收处理电路、无极性接口电路三部分。
无极性接口电路具有对内输入端、对内输出端和两个对外端子。数据发送处理电路的一个输入端与数据采集器相连接，另一个输入端为发送控制信号端，数据发送处理电路的输出端与无极性接口电路的对内输入端相连接。数据接收处理电路的一个输入端与无极性接口的对内输出端相连接，另一个输入端为接收控制信号端，数据处理电路的输出端与数据采集器相连接。无极性接口电路的两个对外端子分别与数据处理器和地线相连接。具体的，参见附图2所示。无极性接口电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管。第一二极管的正极与第二二极管的负极相连接并形成无极性接口电路的一个对外端子JK1。第一二极管的正极接地。第三二极管的正极与第四二极管的负极相连接并形成无极性接口电路的另一个对外端子JK2。第四二极管的正极接地。第二二极管的负极与第三二极管的负极相连接共同构成无极性接口电路的对内输入端或对内输出端。第二二极管和第三二极管的共同端连接有第十电阻R10，第十电阻RlO的一端与第一电容Cl的一端相连接，第一电容Cl的另一端接地。参见附图3所示，数据发送处理电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3。第二三极管Q2的集电极与第十电阻RlO和第一电容Cl的共同端相连接，第二三极 管Q2的基极与第一三极管Ql的集电极相连接，第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的集电极相连接。第一三极管Ql的发射极和第三三极管Q3的发射极分别接地。第一三极管Ql的集电极连接于第三电阻R3的一端，第一三极管Ql的基极连接于第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接于第一电阻Rl的一端，第一电阻Rl的另一端和第三电阻R3的另一端共同与电源相连接，第一电阻Rl和第二电阻R2的共同端为数据发送处理电路的一个输入端并与数据采集器相连接。第三三极管Q3的基极连接于第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的另一端与电源相连接，第四电阻R4与第六电阻R6的共同端为数据发送处理电路的发送控制信号端。参见附图4所示，数据接收处理电路包括第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6。第十电阻RlO与第一电容Cl的共同端经过第十二电阻R12与第四三极管Q4的基极相连接。第四三极管Q4的集电极经过第七电阻R7与电源相连接，第五三极管Q5的积极与第四三极管Q4的集电极相连接，第五三极管Q5的集电极经过第九电阻R9与电源相连接，第五三极管Q5的集电极为数据接收处理电路的输出端并与数据采集器相连接，第五三极管Q5的发射极与第六三极管Q6的集电极相连接。第十电阻RlO和第一电容Cl的共同端还连接有第十一电阻Rll的一端，第六三极管Q6的发射极、第四三极管Q4的发射极、第
i电阻Rll的另一端共同接地，第六三极管Q6的基极连接有第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端经过第八电阻R8与电源相连接，第五电阻R5的另一端为数据接收处理电路的接收控制信号端。由附图I和附图2可以看出，该接口电路有两个对外端子JKl、JK2，二者与接收设备(即数据处理器)相连，且两个对外端子分别与接收设备的数据线和地线相连接，实现单数据线串行通信。而数据发送或接收的无极性由无极性接口电路即集成电路Dl来实现。集成电路Dl为二极管堆栈电路，共集成四个二极管。具体实现数据发送或接收无极性原理为，当地线接入JKl端，数据线接入JK2端时，数据由集成电路Dl的3脚输入，5脚输出到对内接收输入端和对内输出端；当地线接入JK2端，数据线接入JKl端时，数据由集成电路Dl的6脚输入，2脚输出到对内接收输入端和对内输出端。由此可见数据线和地线不管如何接入到JK1、JK2这两个对外端子，读写数据总能送到对内输入端和对内输出端，即该通信接口具有无极性功能。现假定数据线接入JKl端口，地线接入JK2端口，参见附图3和附图4所示。数据发送处理电路的工作过程如下控制单元I/O 口提供发送数据允许信号TX至发送控制信号端。发送数据允许信号TX为高电平时，第三三极管Q3导通，此时可以对外发送数据。发送数据TXD为“ I”时，第一三极管Ql导通，第二三极管Q2截止，此时在无极性接口电路的输出接口 JKl端出现高阻状态，视为发送数据“I”；发送数据TXD为“O”时，第一三极管Ql截止，第二三极管Q2和第三三极管Q3导通，此时在无极性接口电路的输出接口 JKl端出现低电平，视为发送数据“O”。由图3可以看出，发送数据时，接口电压由接收设备提供，接口电压最大为第二三极管Q2的集电极与发射极之间击穿电压，因此接口电压范围可以很宽。 数据接收处理电路的工作过程如下控制单元I/O 口提供接收数据允许信号RX至接收控制信号端。接收数据允许信号RX为高电平时，第六三极管Q6导通，此时可以接收数据。当接口端JKl为“ I”时，第四三极管Q4导通，第五三极管Q5截止，接收数据RXD为“I”;当接口端JKl为“O”时，第四三极管Q4截止，第五三极管Q5和第六三极管Q6导通，接收数据RXD为“O”。由图4可以看出，接收数据时，接口电压由接收设备提供，接口承受电压能力由第十一 Rll和第十二电阻R12的阻值确定，因此接口电压范围可以很宽。该宽电压单数据线无极性通信接口电路，使用器件少，对外接口只需两个端子，且电压宽、无极性，便于利用手持设备对其进行数据读写操作。只要在监测气体含量的设备中集成本发明的通信接口电路，便可以使用手持设备对其传感器进行现场在线检查、标定，而无需拆卸设备。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种宽电压单数据线无极性通信接口电路，用于连接数据采集器和数据处理器，其特征在于其包括数据发送处理电路、数据接收处理电路、无极性接口电路；所述的无极性接口电路具有对内输入端、对内输出端和两个对外端子；所述的数据发送处理电路的一个输入端与所述的数据采集器相连接，所述的数据发送处理电路的输出端与所述的无极性接口电路的对内输入端相连接；所述的数据接收处理电路的一个输入端与所述的无极性接口的对内输出端相连接，所述的数据处理电路的输出端与所述的数据采集器相连接；所述的无极性接口电路的两个所述的对外端子分别与所述的数据处理器和地线相连接。
2.根据权利要求I所述的宽电压单数据线无极性通信接口电路，其特征在于所述的无极性接口电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；所述的第一二极管的正极与所述的第二二极管的负极相连接并形成所述的无极性接口电路的一个所述的对外端子；所述的第一二极管的正极接地；所述的第三二极管的正极与所述的第四二极管的负极相连接并形成所述的无极性接口电路的另一个所述的对外端子；所述的第四二极管的正极接地；所述的第二二极管的负极与所述的第三二极管的负极相连接共同构成所述的无极性接口电路的所述的对内输入端或所述的对内输出端。
3.根据权利要求2所述的宽电压单数据线无极性通信接口电路，其特征在于所述的第二二极管和所述的第三二极管的共同端连接有第十电阻，所述的第十电阻的一端与第一电容的一端相连接，所述的第一电容的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的宽电压单数据线无极性通信接口电路，其特征在于所述的数据发送处理电路还具有发送控制信号端；所述的数据发送处理电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管，所述的第二三极管的集电极与所述的第十电阻和所述的第一电容的共同端相连接，所述的第二三极管的基极与所述的第一三极管的集电极相连接，所述的第二三极管的发射极与所述的第三三极管的集电极相连接；所述的第一三极管的发射极和所述的第三三极管的发射极分别接地；所述的第一三极管的集电极连接于第三电阻的一端，所述的第一三极管的基极连接于第二电阻的一端，所述的第二电阻的另一端连接于第一电阻的一端，所述的第一电阻的另一端和所述的第三电阻的另一端共同与电源相连接，所述的第一电阻和所述的第二电阻的共同端为所述的数据发送处理电路的一个输入端并与所述的数据采集器相连接；所述的第三三极管的基极连接于第四电阻的一端，所述的第四电阻的另一端与第六电阻的一端相连接，所述的第六电阻的另一端与电源相连接，所述的第四电阻与所述的第六电阻的共同端为所述的数据发送处理电路的发送控制信号端。
5.根据权利要求3所述的宽电压单数据线无极性通信接口电路，其特征在于所述的数据接收处理电路还具有接收控制信号端；所述的数据接收处理电路包括第四三极管、第五三极管、第六三极管；所述的第十电阻与所述的第一电容的共同端经过第十二电阻与所述的第四三极管的基极相连接，所述的第四三极管的集电极经过第七电阻与电源相连接，所述的第五三极管的积极与所述的第四三极管的集电极相连接，所述的第五三极管的集电极经过第九电阻与电源相连接，所述的第五三极管的集电极为所述的数据接收处理电路的输出端并与所述的数据采集器相连接，所述的第五三极管的发射极与所述的第六三极管的集电极相连接，所述的第十电阻和所述的第一电容的共同端还连接有第十一电阻的一端，所述的第六三极管的发射极、所述的第四三极管的发射极、所述的第十一电阻的另一端共同接地，所述的第六三极管的基极连接有第五电阻的一端，所述的第五电阻的另一端经过第八电阻与电源相连接，所述的第五电阻的另一端为所述的数据接收处理电路的接收控制信号端。
6.根据权利要求3所述的宽电压单数据线无极性通信接口电路，其特征在于所述的数据采集器为传感器。
全文摘要
本发明涉及一种宽电压单数据线无极性通信接口电路，用于连接数据采集器和数据处理器，其包括数据发送处理电路、数据接收处理电路、无极性接口电路；无极性接口电路具有对内输入端、对内输出端和两个对外端子；数据发送处理电路的一个输入端与数据采集器相连接，输出端与无极性接口电路的对内输入端相连接；数据接收处理电路的一个输入端与无极性接口的对内输出端相连接，输出端与数据采集器相连接；无极性接口电路的两个对外端子分别与数据处理器和地线相连接。本发明可以实现单数据线无极性串行通信，功耗低，发送和接收信号电压范围宽，可以提高通信接口的适应能力；电路结构简单，便于集成。
文档编号G06F13/40GK102890668SQ20121036716
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者卢灿, 孙帮东, 吴力涛, 郁兆华, 周曦 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心