一种通信传输系统及通信传输方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及通信传输系统及通信传输方法。

背景技术：

通信传输是指由一地向另一地进行数据信息的传输与交换，随着社会生产力的发展，通信传输应用在各个领域中，例如远程控制等，因此，人们对传递消息的准确性要求也越来越高。

然而，传统地通信传输方式，无法识别出数据信息是否得以正确地传输。尤其是传输系统处于恶劣的工作环境中，处于传输中的数据容易被强噪音干扰而出现误码，从而导致远程控制失败等现象。

技术实现要素：

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供的一种通信传输系统，包括：脉冲生成电路，当电平信号发生不同翻转时，所述脉冲生成电路生成不同个数的脉冲信号；光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与所述脉冲生成电路电连接，所述光耦隔离电路接收所述脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；脉冲检测电路，所述脉冲检测电路与所述光耦隔离电路电连接，所述脉冲检测电路接收经隔离保护传输的脉冲信号，生成传输逻辑检测信号。

进一步，所述脉冲生成电路包括：单脉冲生成子电路，当电平信号发生高电平至低电平或低电平至高电平的其中一种翻转时，生成单脉冲信号；双脉冲生成子电路，当电平信号发生高电平至低电平和低电平至高电平的翻转时，生成双脉冲信号；脉冲处理子电路，用于根据在电平信号发生不同翻转时，将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出不同个数的脉冲信号。

进一步，所述单脉冲生成子电路包括非门、与非门和第一延时器，所述脉冲处理子电路包括与门；所述非门的输出端与所述与非门的一输入端电连接，所述非门的输入端输入电平信号；所述与非门的另一输入端与所述第一延时器的输出端电连接；所述第一延时器的输入端与所述非门的输入端电连接；所述与非门的输出端与所述与门的一输入端电连接。

进一步，所述双脉冲生成子电路包括第一异或门、第二异或门和第二延时器，所述第二延时器的第二延时周期Tb小于所述第一延时器的第一延时周期Ta；所述第一异或门的一输入端与所述第一延时器的输出端电连接，所述第一异或门的另一输入端输入电平信号；所述第二异或门的一输入端与所述第一异或门的输出端电连接，所述第二异或门的另一输入端通过所述第二延时器与所述第一异或门的输出端电连接；所述第二异或门的输出端与所述与门的另一输入端电连接。

进一步，所述脉冲检测电路包括第三延时器、第一触发器和第二触发器，所述第三延时器的输入端与所述光耦隔离电路的输出端电连接；所述第三延时器的输出端与所述第一触发器的输入端CLK电连接；所述第一触发器的输入端D与所述光耦隔离电路的输出端电连接，所述第一触发器的输出端Q与所述第二触发器的输入端D电连接；所述第二触发器的输入端CLK与所述第三延时器的输出端电连接，所述第二触发器的输出端Q形成所述脉冲检测电路的输出端。

本发明还提供的一种通信传输方法，包括以下步骤：S10、当电平信号发生不同翻转时，生成不同个数的脉冲信号；S20、根据已生成的脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；S30、根据经隔离保护传输的脉冲信号，生成传输逻辑检测信号。

进一步，所述步骤S10还包括：S11、当电平信号发生高电平至低电平或低电平至高电平的其中一种翻转时，生成单脉冲信号；S12、当电平信号发生高电平至低电平和低电平至高电平的翻转时，生成双脉冲信号；S13、根据在电平信号发生不同翻转时，将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出不同个数的脉冲信号。

进一步，所述步骤S11还包括：S111、当电平信号发生高到低翻转时，初始电平信号经过第一延时周期为Ta的延时处理后输出第一电平信号，初始电平信号经过非运算后输出第二电平信号；S112、所述第一电平信号和所述第二电平信号共同参加与非运算后，生成脉宽等于第一延时周期Ta、方向向下的第一单脉冲信号；S113、当电平信号发生低到高翻转时，所述第一电平信号和所述第二电平信号共同参加与非运算后，生成第三电平信号。

进一步，所述步骤S12还包括：S121、当电平信号发生低到高和低到高翻转时，初始电平信号与第一电平信号共同参加一次异或运算后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；S122、所述第二单脉冲信号经过第二延时周期为Tb的延时处理后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第三单脉冲信号；所述第三单脉冲信号延时于所述第二单脉冲信号，其延迟时间为Tb；所述第二延时周期Tb小于所述第一延时周期Ta；S123、所述第二单脉冲信号与所述第三单脉冲信号共同再次参加异或运算后，生成脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；所述步骤S13还包括：S131、当电平信号发生高到低翻转时，所述第一单脉冲信号和所述第一双脉冲信号共同参加与运算后，输出一个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号；S132、当电平信号发生低到高翻转时，所述第三电平信号和所述第一双脉冲信号共同参加与运算后，连续输出两个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

进一步，所述步骤S30还包括：S31、经过隔离保护传输的脉冲信号，所述脉冲信号经过延时周期为Ta+Tb/2的延时处理后，输出延时脉冲信号；S32、所述延时脉冲信号与经过隔离保护传输的脉冲信号，共同参加一次触发检测后输出触发脉冲信号；S33、所述延时脉冲信号与所述触发脉冲信号，共同再次参加触发检测后输出传输逻辑检测信号。

与现有技术相比，本发明提供的一种通信传输系统，在数据信号发生变化时，使得光耦隔离电路发送脉冲信号；数据信号不变换时，光耦隔离电路处于截止状态；为了区分逻辑‘0’到逻辑‘1’的翻转和逻辑‘1’到逻辑‘0’的翻转，采用发送不同的脉冲个数来区分两种状态。这样即使系统工作在恶劣的情况下，信号被强噪声干扰出现误码，也能很快被发现、甚至很快实现的自我恢复。

本发明在数据信号输入端和光耦隔离电路之间增加脉冲生成电路，该脉冲生成电路实现一旦输入端出现‘0’到逻辑‘1’的翻转，输出两个连续脉冲信号；输入端出现‘1’到逻辑‘0’的翻转，输出一个脉冲信号；从而能够快速发现数据出现错误传输，可尽早避免后续错误。

本发明中在光耦隔离电路和数据信号输出端之间增加脉冲检测电路，该电路实现一旦检测到两个连续脉冲则输出逻辑‘1’到输出端；只检测到一个脉冲则输出逻辑‘0’到输出端。光耦隔离电路完成电路的隔离和脉冲的传输。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种通信传输系统及通信传输方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种通信传输系统的电路原理图；

图2是本发明一种通信传输系统中脉冲生成电路的电路原理图；

图3是本发明一种通信传输系统中脉冲检测电路的电路原理图；

图4是本发明中脉冲生成电路输出的波形图；

图5是本发明中脉冲检测电路输出的波形图；

图6是本发明一种通信传输方法的流程示意图；

图7是本发明一种通信传输方法中步骤S10的流程示意图；

图8是本发明另一种通信传输方法中步骤S10的流程示意图；

图9是本发明又一种通信传输方法中步骤S10的流程示意图；

图10是本发明一种通信传输方法中步骤S30的流程示意图。

附图标号说明：

10、脉冲生成电路，20、光耦隔离电路，30、脉冲检测电路。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，一种通信传输系统，包括脉冲生成电路10、光耦隔离电路20和脉冲检测电路30，当电平信号发生不同翻转时，所述脉冲生成电路10生成不同个数的脉冲信号；不同翻转包括高电平翻转至低电平、低电平翻转至高电平；所述光耦隔离电路20与所述脉冲生成电路10电连接，所述光耦隔离电路20接收所述脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；所述脉冲检测电路30与所述光耦隔离电路20电连接，所述脉冲检测电路30接收经隔离保护传输的脉冲信号，生成传输逻辑检测信号。

所述脉冲生成电路10包括单脉冲生成子电路、双脉冲生成子电路和脉冲处理子电路，当电平信号发生一种翻转(高电平翻转至低电平或低电平翻转至高电平)时，所述单脉冲生成子电路生成单脉冲信号；当电平信号发生翻转(高电平翻转至低电平和低电平翻转至高电平)时，所述双脉冲生成子电路生成双脉冲信号；在电平信号发生不同翻转(高电平翻转至低电平和低电平翻转至高电平)时，所述脉冲处理子电路将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出不同个数的脉冲信号。

具体的，当通信端口处于数据传输时，为了检测数据是否发送正确，根据出现不同个数的脉冲信号，来判断数据是否进行了正确的传输。当高电平翻转至低电平时，所述脉冲处理子电路将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出一个的脉冲信号；当低电平翻转至高电平时，所述脉冲处理子电路将单脉冲信号、双脉冲信号处理连续输出两个的脉冲信号。或者，当高电平翻转至低电平时，所述脉冲处理子电路将单脉冲信号、双脉冲信号处理连续输出两个的脉冲信号；当低电平翻转至高电平时，所述脉冲处理子电路将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出一个的脉冲信号。

光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离。光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。光耦隔离电路20使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接，主要是防止因有电的连接而引起的干扰，特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。

针对上述实施例的改进，本实施例中，如图2所示，所述单脉冲生成子电路包括非门、与非门和第一延时器，所述脉冲处理子电路包括与门；所述非门的输出端与所述与非门的一输入端电连接，所述非门的输入端输入电平信号；所述与非门的另一输入端与所述第一延时器的输出端电连接；所述第一延时器的输入端与所述非门的输入端电连接；所述与非门的输出端与所述与门的一输入端电连接。

所述双脉冲生成子电路包括第一异或门、第二异或门和第二延时器，所述第二延时器的第二延时周期Tb小于所述第一延时器的第一延时周期Ta，优选的，第一延时周期Ta等于两倍的第二延时周期Tb；所述第一异或门的一输入端与所述第一延时器的输出端电连接，所述第一异或门的另一输入端输入电平信号；所述第二异或门的一输入端与所述第一异或门的输出端电连接，所述第二异或门的另一输入端通过第二延时器与所述第一异或门的输出端电连接；所述第二异或门的输出端与所述与门的另一输入端电连接。

图4中由上至下，第一条波形是输入的初始电平信号，第二条波形是第一延时器输出的第一电平信号，第三条波形是第二异或门输出的第一双脉冲信号，第四条波形是与非门输出的第一单脉冲信号，第五条波形是第一异或门输出的第二单脉冲信号，第六条波形是第二延时器输出的第三单脉冲信号，第七条波形是与门输出的脉冲信号。

具体的，初始电平信号分为三条初始电平信号支路，第一条初始电平信号支路进入第一延时器后，输出第一延时周期为Ta的第一电平信号；第二条初始电平信号支路进入非门后，输出与初始电平信号相反的第二电平信号；第一电平信号和第二电平信号共同进入与门后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向下的第一单脉冲信号，或者输出第三电平信号；

第一电平信号与第三条初始电平信号支路进入异或门后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；第二单脉冲信号分成两条支路，一条第一单脉冲信号支路进入第二延时器后，输出第二延时周期为Tb的第二单脉冲信号；第二单脉冲信号与另一条第二单脉冲信号进入异或门后，输出脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；

当电平信号发生翻转高电平“1”翻转至低电平“0”时，第一单脉冲信号与第一双脉冲信号进入与门后，连续输出两个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号；当电平信号发生翻转低电平“0”翻转至高电平“1”时，第三电平信号与第一双脉冲信号进入与门后，输出一个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

本领域技术人员还可以对上述实施例中电路部分作出适当修改，以实现本发明中的功能，也属于本发明的保护范围内，例如：所述单脉冲生成子电路还可以按照以下方式进行设计，所述单脉冲生成子电路包括非门、与门和第一延时器，所述非门的输出端与所述与门的一输入端电连接，所述与门的另一输入端输入电平信号；所述非门的输入端与所述第一延时器的输出端电连接，所述第一延时器的输入端输入电平信号。单脉冲生成子电路的工作过程如下：

初始电平信号分为三条初始电平信号支路，第一条初始电平信号支路进入第一延时器后，输出第一延时周期为Ta的第一电平信号；第一电平信号进入非门后，输出与第一电平信号相反的第二电平信号；第二条初始电平信号支路和第二电平信号共同进入与门后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向下的第一单脉冲信号，或者输出第三电平信号；第一双脉冲信号的生成方式和前一实施例中生成方式相同，此处不再赘述；

当电平信号发生低电平“0”翻转至高电平“1”时，第一单脉冲信号与第一双脉冲信号进入与门后，连续输出两个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号；当电平信号发生高电平“1”翻转至低电平“0”时，第三电平信号与第一双脉冲信号进入与门后，输出一个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

图5中由上至下，第一条波形是脉冲生成电路输出的脉冲信号，第二条波形是第三延时器输出的延时脉冲信号，第三条波形是第一触发器输出的触发脉冲信号，第四条波形是第二触发器输出的传输逻辑检测信号。

针对上述实施例的改进，本实施例中，如图3所示，所述脉冲检测电路30包括第三延时器、第一触发器和第二触发器，所述第三延时器的输入端与所述光耦隔离电路20的输出端电连接；所述第三延时器的输出端与所述第一触发器的输入端CLK电连接；所述第一触发器的输入端D与所述光耦隔离电路20的输出端电连接，所述第一触发器的输出端Q与所述第二触发器的输入端D电连接；所述第二触发器的输入端CLK与所述第三延时器的输出端电连接，所述第二触发器的输出端Q形成所述脉冲检测电路30的输出端。

具体的，脉冲检测电路30由一个延时电路和两个D触发器构成，电路简单，实现检测到两个连续的脉冲就输出一个逻辑‘1’，检测到一个脉冲输出逻辑‘0’。

如图6、图7所示，根据本发明的另一个实施例，一种通信传输方法，包括以下步骤：S10、当电平信号发生不同翻转时，生成不同个数的脉冲信号；不同翻转包括高电平翻转至低电平、低电平翻转至高电平；S20、根据已生成的脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；S30、根据经隔离保护传输的脉冲信号，生成传输逻辑检测信号。

所述步骤S10还包括：S11、当电平信号发生一种翻转(高电平翻转至低电平或低电平翻转至高电平)时，生成单脉冲信号；S12、当电平信号发生翻转(高电平翻转至低电平和低电平翻转至高电平)时，生成双脉冲信号；S13、在电平信号发生不同翻转(高电平翻转至低电平和低电平翻转至高电平)时，将单脉冲信号、双脉冲信号处理输出不同个数的脉冲信号。

如图4、图6、图8、图9所示，根据本发明的再一个实施例，一种通信传输方法，包括以下步骤：

S111、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，初始电平信号经过第一延时周期为Ta的延时处理后输出第一电平信号，初始电平信号经过非运算后输出第二电平信号；

S112、所述第一电平信号和所述第二电平信号共同参加与非运算后，生成脉宽等于第一延时周期Ta、方向向下的第一单脉冲信号；

S121、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，初始电平信号与第一电平信号共同参加一次异或运算后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；

S122、所述第二单脉冲信号经过第二延时周期为Tb的延时处理后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第三单脉冲信号；所述第三单脉冲信号延时于所述第二单脉冲信号，其延迟时间为Tb；第二延时周期Tb小于第一延时周期Ta；优选的，第一延时周期Ta等于两倍的第二延时周期Tb；

S123、所述第二单脉冲信号与所述第三单脉冲信号共同再次参加异或运算后，生成脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；

S131、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，所述第一单脉冲信号和第一双脉冲信号共同参加与运算后，输出一个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

S113、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，第一电平信号和第二电平信号共同参加与非运算后，生成第三电平信号；

S121、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，初始电平信号与第一电平信号共同参加一次异或运算后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；

S122、所述第二单脉冲信号经过第二延时周期为Tb的延时处理后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第三单脉冲信号；所述第三单脉冲信号延时于所述第二单脉冲信号，其延迟时间为Tb；第二延时周期Tb小于第一延时周期Ta；

S123、所述第二单脉冲信号与所述第三单脉冲信号共同再次参加异或运算后，生成脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；

S132、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，所述第三电平信号和第一双脉冲信号共同参加与运算后，连续输出两个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

S20、根据已生成的脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；S30、根据经隔离保护传输的脉冲信号，生成传输逻辑检测信号。

本发明在数据信号输入端和光耦隔离电路20之间增加脉冲生成电路10，该脉冲生成电路10实现一旦输入端出现‘0’到逻辑‘1’的翻转，输出两个连续脉冲信号；输入端出现‘1’到逻辑‘0’的翻转，输出一个脉冲信号；

脉冲生成电路10由组合逻辑和延时电路构成，实现在输入端ain从‘0’到‘1’跳变时，在输出端aout上输出两个连续的脉冲；在输入端ain从‘1’到‘0’跳变时，在输出端aout上输出两一个脉冲；其输出脉冲宽度(Tb)和间距(Ta-Tb)由延时电路参数Ta和Tb决定。

如图5、图8、图9、图10所示，根据本发明的又一个实施例，一种通信传输方法，包括以下步骤：

S111、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，初始电平信号经过第一延时周期为Ta的延时处理后输出第一电平信号，初始电平信号经过非运算后输出第二电平信号；

S112、所述第一电平信号和所述第二电平信号共同参加与非运算后，生成脉宽等于第一延时周期Ta、方向向下的第一单脉冲信号；

S121、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，初始电平信号与第一电平信号共同参加一次异或运算后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；

S122、所述第二单脉冲信号经过第二延时周期为Tb的延时处理后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第三单脉冲信号；所述第三单脉冲信号延时于所述第二单脉冲信号，其延迟时间为Tb；第二延时周期Tb小于第一延时周期Ta，优选的，第一延时周期Ta等于两倍的第二延时周期Tb；

S123、所述第二单脉冲信号与所述第三单脉冲信号共同再次参加异或运算后，生成脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；

S131、当电平信号发生高“1”到低“0”翻转时，所述第一单脉冲信号和第一双脉冲信号共同参加与运算后，输出一个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

S113、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，第一电平信号和第二电平信号共同参加与非运算后，生成第三电平信号；

S121、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，初始电平信号与第一电平信号共同参加一次异或运算后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第二单脉冲信号；

S122、所述第二单脉冲信号经过第二延时周期为Tb的延时处理后，输出脉宽等于第一延时周期Ta、方向向上的第三单脉冲信号；所述第三单脉冲信号延时于所述第二单脉冲信号，其延迟时间为Tb；第二延时周期Tb小于第一延时周期Ta；

S123、所述第二单脉冲信号与所述第三单脉冲信号共同再次参加异或运算后，生成脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的第一双脉冲信号；

S132、当电平信号发生低“0”到高“1”翻转时，所述第三电平信号和第一双脉冲信号共同参加与运算后，连续输出两个脉宽等于第二延时周期Tb、方向向上的脉冲信号。

S20、根据已生成的脉冲信号，对所述脉冲信号进行隔离保护传输；

S31、经过隔离保护传输的脉冲信号，所述脉冲信号经过延时周期为Ta+Tb/2的延时处理后，输出延时脉冲信号；

S32、所述延时脉冲信号与所述脉冲信号，共同参加一次触发检测后输出触发脉冲信号；

S33、所述延时脉冲信号与所述触发脉冲信号，共同再次参加触发检测后输出传输逻辑检测信号。

在光耦隔离电路20和数据信号输出端之间增加脉冲检测电路30，该电路实现一旦检测到两个连续脉冲则输出逻辑‘1’到输出端；只检测到一个脉冲则输出逻辑‘0’到输出端。光耦隔离电路20完成电路的隔离和脉冲的传输。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。