一种分时共享的多路RS485准隔离通信电路

一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路
技术领域
1.本实用新型一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路属于工业过程控制用技术领域。


背景技术：

2.近几年，越来越多的设备之间通过rs485进行信息交换。信号传输稳定性、灵活性的需求愈发广泛。为了提高设备工作的可靠性，往往需要rs485接口实现电气隔离，随着从设备的不断增加，需要的电气隔离的硬件电路成倍的增加，相应的导致接口电路的物理空间，功耗，成本也成倍的增加。为了克服这一问题，可以采用继电器切换的方式来实现分时共享，但这种模式依旧pcb的空间和硬件成本较大。
3.可见，为了实现分时共享通信的目的，亟需一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路，然而，现阶段还没有一款具有上述功能的产品。


技术实现要素：

4.针对分时共享通信的技术需求，本实用新型公开了一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路，该电路由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式rs485通讯单元组成，实现多个从设备与主设备的隔离rs485通讯，又使从设备之间的串扰大大减小，还可减少主设备rs485接口电路的pcb空间、功耗、硬件成本。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路，其特征在于，由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式rs485通讯单元组成；
7.所述的固态光控继电器隔离通信单元支持8路rs485接口通讯模式、16路rs485接口通讯模式和24路rs485接口通讯模式，通讯接口通道数量能够根据实际需求进行调整，通道的开关由3线至8线解码器控制；在1~8路rs485接口模式下，电路由16个cpc1017n和8个15edgx2组成，在9~16路rs485接口模式下，电路由32个cpc1017n和16个15edgx2组成，在17~24路rs485接口模式下，电路由48个cpc1017n和24个15edgx2组成；cpc1017n输出的us4a、us4b信号直接作为iso3082的输入信号，实现rs485信号的准隔离输入；
8.所述的3线至8线解码单元由1个74hc138和多个电容组成，在1~8路rs485接口模式下，电路接入1个74hc138，74hc138的a引脚接入aset0信号、b引脚接入aset1信号、c引脚接入aset2信号，其中，aset0、aset1、aset2为74hc138的状态控制信号，控制信号aset0、aset1、aset2共有8种不同的组合模式，通过切换aset0、aset1、aset2信号的组合模式，实现y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7的通道切换，每个通道控制1组cpc1017n，保证在任意时刻只有1组cpc1017n工作，被选中的cpc1017n对信号进行隔离处理，经过处理后的外部输入信号，作为iso3082的输入，电路接入74hc138的数量根据所需固态光控继电器单元数量制定；在9~16路rs485接口模式下，电路接入2个74hc138，2个74hc138共有16种切换模式，控制信号包括aset0、aset1、aset2、bset0、bset1、bset2，能够对16路以内及16路外部输入信号进行分
时处理；在17~24路rs485接口模式下，电路接入3个74hc138，三个74hc138共有24种切换模式，控制信号包括aset0、aset1、aset2、bset0、bset1、bset2 、cset0、cset1、cset2，能够对24路以内及24路的外部输入信号进行分时处理；
9.所述的隔离式rs485通讯单元包括1个ios3082、2个pesd5v0s1usb和多个电阻电容。
10.有益效果：
11.第一、本技术提供了一种分时共享的多路rs485准隔离通信电路。
12.第二、本实用新型采用分时共享通信模式，任意时刻保证一路接口信号有效，可有效降低电路整体功耗。
13.第三、本实用新型具有良好的隔离通信性能，能够实现多个从设备与主设备的隔离rs485通讯，减少从设备之间的串扰，还可减少主设备rs485接口电路的pcb空间、功耗、硬件成本。
附图说明
14.图1是本实用新型分时共享的多路rs485准隔离通信电路的总体框图。
15.图2是图1中1~8路固态光控继电器隔离通信单元电路图。
16.图3是图1中9~16路固态光控继电器隔离通信单元电路图。
17.图4是图1中17~24路固态光控继电器隔离通信单元电路图。
18.图5是图1中3线至8线解码单元电路图。
19.图6是图1中隔离式rs485通讯单元电路图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。
21.具体实施方式一
22.本实施方式下的分时共享的多路rs485准隔离通信电路，总体框图如图1所示，由固态光控继电器隔离通信单元、3线至8线解码单元和隔离式rs485通讯单元组成；
23.所述的固态光控继电器隔离通信单元如图2
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4所示，支持8路rs485接口通讯模式、16路rs485接口通讯模式和24路rs485接口通讯模式，通讯接口通道数量能够根据实际需求进行调整，通道的开关由3线至8线解码器控制；在1~8路rs485接口模式下，电路由16个cpc1017n和8个15edgx2组成，在9~16路rs485接口模式下，电路由32个cpc1017n和16个15edgx2组成，在17~24路rs485接口模式下，电路由48个cpc1017n和24个15edgx2组成；cpc1017n输出的us4a、us4b信号直接作为iso3082的输入信号，实现rs485信号的准隔离输入；
24.所述的3线至8线解码单元如图5所示，由1个74hc138和多个电容组成，在1~8路rs485接口模式下，电路接入1个74hc138，74hc138的a引脚接入aset0信号、b引脚接入aset1信号、c引脚接入aset2信号，其中，aset0、aset1、aset2为74hc138的状态控制信号，控制信号aset0、aset1、aset2共有8种不同的组合模式，通过切换aset0、aset1、aset2信号的组合模式，实现y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7的通道切换，每个通道控制1组cpc1017n，保证在任意时刻只有1组cpc1017n工作，被选中的cpc1017n对信号进行隔离处理，经过处理后的外部输
入信号，作为iso3082的输入，电路接入74hc138的数量根据所需固态光控继电器单元数量制定；在9~16路rs485接口模式下，电路接入2个74hc138，2个74hc138共有16种切换模式，控制信号包括aset0、aset1、aset2、bset0、bset1、bset2，能够对16路以内及16路外部输入信号进行分时处理；在17~24路rs485接口模式下，电路接入3个74hc138，三个74hc138共有24种切换模式，控制信号包括aset0、aset1、aset2、bset0、bset1、bset2 、cset0、cset1、cset2，能够对24路以内及24路的外部输入信号进行分时处理；
25.所述的隔离式rs485通讯单元如图6所示，包括1个ios3082、2个pesd5v0s1usb和多个电阻电容。
26.具体实施方式二
27.本实施方式下的分时共享的多路rs485准隔离通信电路，工作在1~8路rs485接口模式下，如图2所示，对于固态光控继电器通信单元请参考图2，此时只需焊接8路光控继电器ku1~ku16即可，其中ku2、ku4、ku8、ku10、ku12、ku14、ku16的a脚接入外部vcc电源，ku1、ku3、ku5、ku7、ku9、ku13、ku15的c脚，按顺序接入aha、ahb、ahc、ahd、ahe、ahf、ahg、ahh信号，通过改变aha、ahb、ahc、ahd、ahe、ahf、ahg、ahh的电平信号的高低，从而实现通道的选择，ku2、ku4、ku6、ku8、ku12、ku16的s2引脚用于接收jca1、jcb1、jcc1、jcd1、jce1、jcf1、jcg1、jch1的2号引脚输入的外部输入信号，ku1、ku3、ku5、ku7、ku9、ku11、ku13、ku15的s1引脚用于接收jca1、jcb1、jcc1、jcd1、jce1、jcf1、jcg1、jch1的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，ku2、ku4、ku6、ku8、ku12、ku16的s1引脚输出us4b信号，ku1、ku3、ku5、ku7、ku9、ku11、ku13、ku15的s2引脚输出us4a信号，输出的us4a信号与us4b信号可直接作为u14的信号输入，而对于3线至8线解码单元，只需焊接u11及其外围电路即可，u11的a、b、c引脚按顺序接入aset0、aset1、aset2信号，根据aset0、aset1、aset2的高低电平的转换，从而实现y0~y7的通道选择，在任意时刻y0~y7只有一个通道被选择，从而保证输入的rs485通信电路分时通信。
28.具体实施方式三
29.本实施方式下的分时共享的多路rs485准隔离通信电路，工作在9~16路rs485接口模式下，如图2和图3所示，包括32个cpc1017n、2个74hc138和多个电阻，此时不仅需要焊接8路固态光控继电器ku1~ku16，同时需要根据实际所需的固态光控继电器隔离通信单元，可在ku17~ku32中选择其余的光控继电器通道，以16路固态光控继电器隔离通信单元为例，ku18、ku20、ku22、ku24、ku26、ku28、ku30的a脚接入外部vcc电源，为ku17、ku18、ku19、ku20、ku21、ku22、ku23、ku24、ku25、ku16、ku27、ku28、ku29、ku30、ku31、ku32的发光二极管阳极提供正向驱动激励信号，ku17、ku19、ku21、ku23、ku25、ku27、ku29、ku31的c脚，按顺序接入bha、bhb、ahc、bhd、bhe、bhf、bhg、bhh信号，通过改变bha、bhb、ahc、bhd、bhe、bhf、bhg、bhh的电平信号的高低，从而实现通道的选择，ku18、ku20、ku22、ku24、ku26、ku28、ku30、ku32的s2引脚用于接收jca2、jcb2、jcc2、jcd2、jce2、jcf2、jcg2、jch2的2号引脚输入的外部输入信号，ku17、ku19、ku21、ku23、ku25、ku27、ku29、ku31的s1引脚用于接收jca2、jcb2、jcc2、jcd2、jce2、jcf2、jcg2、jch2的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，ku18、ku20、ku22、ku24、ku26、ku28、ku30、ku32的s1引脚输出us4b信号，ku17、ku19、ku21、ku23、ku25、ku27、ku29、ku31的s2引脚输出us4a信号，输出的us4a信号与us4b信号可直接作为u14的信号输入，而对于3线至8线解码单元而言，此时需要同时焊接u11及其外围电路、
u12及其外围电路，新增的u12对应的控制信号为bset0、bset1、bset2，从而保证所有工作的固态光控继电器通信单元均有对应的控制信号。
30.具体实施方式四
31.本实施方式下的分时共享的多路rs485准隔离通信电路，工作在17~24路rs485接口模式下，如图2、图3和图4所示，包括48个cpc1017n、3个74hc138和多个电阻，此时不仅需要焊接16路光控继电器ku1~ku32，同时需要根据实际所需的光控继电器隔离通信单元，在ku33~ku48中选择其余的光控继电器通道，以32路固态光控继电器隔离通信单元为例，ku34、ku36、ku38、ku40、ku42、ku44、ku46的a脚接入外部vcc电源，为ku33、ku34、ku35、ku36、ku37、ku38、ku39、ku40、ku41、ku42、ku43、ku44、ku45、ku46、ku47、ku48的发光二极管阳极提供正向驱动激励信号，ku33、ku35、ku37、ku39、ku41、ku43、ku45、ku47的c脚，按顺序接入cha、chb、chc、chd、che、chf、chg、chh信号，通过改变cha、chb、chc、chd、che、chf、chg、chh的电平信号的高低，从而实现通道的选择，ku34、ku36、ku38、ku40、ku42、ku44、ku46、ku48的s2引脚用于接收jca3、jcb3、jcc3、jcd3、jce3、jcf3、jcg3、jch3的2号引脚输入的外部输入信号，ku33、ku35、ku37、ku39、ku41、ku43、ku45、ku47的s1引脚用于接收jca3、jcb3、jcc3、jcd3、jce3、jcf3、jcg3、jch3的1号引脚输入的外部输入信号，经过光控继电器的隔离后，ku34、ku36、ku38、ku40、ku42、ku44、ku46、ku48的s1引脚输出us4b信号，ku33、ku35、ku37、ku39、ku41、ku43、ku45、ku47的s2引脚输出us4a信号，输出的us4a信号与us4b信号可直接作为u14的信号输入，而对于3线至8线解码单元，此时需要同时焊接u11及其外围电路、u12及其外围电路、u13及其外围电路，新增的u13对应的控制信号为cset0、cset1、cset2，保证所有工作的光控继电器通信单元均有对应的控制信号。