一种单线通信接口的防护电路及其控制方法与流程

1.本技术涉及防护电路领域，尤其是涉及一种单线通信接口的防护电路及其控制方法。


背景技术：

2.总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，总线通信即主要利用总线而进行公共通信，传递各类信息信号的通信手段。大部分的总线通信属于固定结构式通信，通过金属机械结构让从机设备与单线通信的总线固定，使主机与从属机在稳定的结构下进行通信控制和信号采集。后来出现了部分无法固定结构，并且需要高频率接触式通信的场合，例如：主机需要频繁对生产线上的从属机进行调节测试，或对数据信息频繁进行预读取的应用场景。而固定结构式通信无法满足此类场景的需求，则开始采取了在电路中结合通信防护电路的防护措施替代原有的固定式防护措施。
3.大部分单总线接触通信防护电路的实现，使用的器件相对较多，对相关控制器芯片的耐压和esd有着较高的要求，在插接接触时可能产生的放电、静电等因素，加上防护电路持续作业对通信信号会产生一定的影响，会导致接收到的通信信号发生失真。
4.由此可见，在现有技术中的防护电路存在防护电路本身对通信信号会产生一定的影响，无法兼顾通信速率和防护效果。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种单线通信接口的防护电路及其控制方法，在保护通信接触部的同时，防止防护电路影响通信信号。
6.第一方面，本技术提供的一种单线通信接口的防护电路，采用如下的技术方案：一种单线通信接口的防护电路，其特征在于，包括：电源稳压模块，所述电源稳压模块与外部的交流电源相连接，用于在所述电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接时，将从所述交流电源所接收到的交流电信号进行稳压作用，并将所述交流电信号进行输出；放电防护模块，所述放电防护模块分别与外部设备、所述电源稳压模块连接，所述放电防护模块用于在电源稳压模块与外部设备建立电连接时，对供电接口所产生的静电进行释放；信号处理模块，所述信号处理模块分别与电源稳压模块、放电防护模块连接，所述信号处理模块包括接电单元和处理单元，接电单元接收电源稳压模块输出的交流电信号，所述处理单元用于在电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接后，判断电压是否达到预设的稳定条件，当达到预设条件时，则对所述放电防护模块发送控制信号，控制放电防护模块的关闭。
7.通过采用上述技术方案，电源稳压模块能够使整个电路中的电压趋于稳定值，使电路更加安全平稳地进行，而不会导致因电压起起伏伏而导致电路元器件作业的不稳定，
当电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接时，电源会有电压波动的情况，并且因接口处的摩擦接触导致有静电产生，此时放电防护模块能够有效的释放静电，当信号处理模块通电后，当判断电路电压达到稳定条件时，停止放电防护模块的作业，此时电路电压已经趋于稳定，关闭放电防护模块能够防止后续放电防护模块影响通信效率，发生通信信号失真的情况出现，在保护通信接触部以及保护电路的同时，防止了防护电路影响通信信号。
8.优选的，所述交流电源采用线性稳压式电源。
9.通过采用上述技术方案，线性稳压式的电源能够在电源输出时，就尽可能地保证了电源的稳定性，从而使电源所供电的电路中能够有持续稳定的电流，保证各个电路元器件的稳定作业。
10.优选的，所述电源稳压模块还包括有稳压二极管和瞬态二极管进行分压。
11.通过采用上述技术方案，稳压二极管和瞬态二极管在电路中串联起到分压效果，并且稳压二极管本身具备一定的稳定电压的作业，在外部电源进行供电时，也能保护自身电路，防止电压的不稳定而造成电路损坏，瞬态二极管是一种二极管形式的高效能保护器件，电源稳压模块与信号处理模块有电连接关系，这样瞬态二极管能够有效保护信号处理模块被瞬间脉冲破坏，其反应迅速，能够快速保护好重要的元件。
12.优选的，放电防护模块中还包括有快速响应场效应管。
13.通过采用上述技术方案，放电防护模块作用于释放电源稳压模块与外部设备建立电连接时供电接口所产生的静电，电连接通过插接接口完成，这一举动是在瞬间完成，并且静电所产生的时间也是非常快速且短暂的，快速响应场效应管能够快速对其反应瞬间打开放电防护模块，对其进行静电释放。
14.优选的，所述处理单元预设有延时时间，当电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接达到预设的延时时间时，则判断电压达到预设的稳定条件，对所述放电防护模块发送控制信号，控制放电防护模块的关闭。
15.通过采用上述技术方案，从源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接达到一定时间后来确认电压达到稳定条件，控制放电防护模块关闭，能够防止后续与外部设备有通信信号传输时，因放电防护模块导致通信信号失真，从而影响通信效率。
16.优选的，一种单线通信接口的防护电路还包括：隔离信号模块，所述隔离信号模块分别与外部设备、所述放电防护模块连接，将所述信号处理模块的输出以及外部设备通信信号的输入进行隔离。
17.通过采用上述技术方案，隔离信号模块将处理模块的输出和外部设备通信信号的输入进行隔离，能够防止通信信号传输时，信号处理模块有反馈信号输出而引起信息紊乱，导致丢失重要的通信信号，影响通信效率。
18.第二方面，本技术提供的一种单线通信接口的防护电路的控制方法，采用如下的技术方案：一种单线通信接口的防护电路的控制方法，其特征在于，包括以下流程：当电源稳压模块的供电接口与外部设备连接时，对连接所导致的电压波动进行稳压，并且外部设备向信号处理模块的通信接口传输通信信号；驱动放电防护模块对供电接口与外部设备建立电连接时所产生的静电进行释放；判断电压是否达到稳定状态，若电压达到稳定状态，则发送关闭控制信号至放电
防护模块，使放电防护模块停止作业。
19.通过采用上述技术方案，能够在对外部设备进行供电时，利用稳压功能来使电路电压保持较为稳定的状态，保证电路元件的工作电压正常，驱动放电防护模块对供电接口与外部设备建立电连接时所产生的静电进行释放，则保护了电路元件的安全性，防止静电击穿、损坏电路元件，同时当电路电压达到稳定后，停止放电防护模块停止作业，能够使放电防护模块不影响电路的通信效率，防止通信失真。
20.优选的，所述判断电压是否达到稳定状态，若电压达到稳定状态，则发送关闭控制信号至放电防护模块，使放电防护模块停止作业的步骤，还包括：判断电路作业时长是否达到信号处理模块预设时间，若达到信号处理模块预设时间，则判定电压达到稳定状态，则发送关闭控制信号至放电防护模块，使放电防护模块停止作业。
21.通过采用上述技术方案，当电路作业时间达到预设时间，则默认电压达到稳定状态，信号处理模块发送关闭放电防护模块的控制信号，防止放电防护影响后续通信效率。
22.优选的，所述判断电路作业时长是否达到信号处理模块预设时间，若达到信号处理模块预设时间，则判断电压达到稳定状态，则发送关闭控制信号至放电防护模块，使放电防护模块停止作业的步骤之后，包括：判断接收的外部设备所传输的通信信号此时是否为低电平，若为低电平，则处理分析外部通信信号；若不是低电平，则判断通信电平是否达到预设条件，若通信电平没有达到预设条件，则重新启动放电防护模块；若通信电平达到预设条件，则重新判断接收的外部通信信号此时是否为低电平。
23.通过采用上述技术方案，当通信信号为低电平时，通信信号携带着有效信息，则开始分析处理通信信号，若若高电平，则判断电平是否能达到预设条件，若电平没有达到预设条件，说明此时电路存在不稳定性，则会重新启动放电防护模块，防止电路元件收到静电损坏，若电平达到了预设条件，则重新判定此时通信信号是否携带有效信号。
24.优选的，所述处理分析外部通信信号的步骤之后，包括：判断是否需要反馈操作，若不需要反馈操作，则返回判断接收的外部通信信号此时是否为低电平；若需要反馈操作，则信号处理模块对外部设备发送反馈信号，让总线回传反馈信号，使外部设备读取反馈信号，显示处理进程。
25.通过采用上述技术方案，反馈操作能够通过总线传输反馈信号至外部设备，外部设备获得反馈信号时，能够显示处理进程，则可以根据所获得的反馈信号来做相对应的措施来完成作业。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本发明中通过信号处理模块来反控制放电防护模块的运行与关闭，有效地在电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接时释放供电接口处所产生的静电，防止电路元件被损坏，同时完成好有效保护之后，即电压稳定后，能够关闭放电防护模块，防止放电防护模块中的电路元件影响通信效率以及通信失真，在保护通信接触部的同时，防止防护电路影响通信信号；2.本发明中通过隔离信号模块将处理模块的输出和外部设备通信信号的输入进行隔离，能够有效防止通信信号传输时，信号处理模块有反馈信号输出而引起信息紊乱，导
致丢失重要的通信信号，保证了通信效率及安全性。
附图说明
27.图1是本技术一种单线通信接口的防护电路实施例1的电路示意图；图2是本技术一种单线通信接口的防护电路实施例2的电路示意图；图3是本技术一种单线通信接口的防护电路的控制方法实施例3的工作流程示意图；图4是本技术一种单线通信接口的防护电路的控制方法实施例4的工作流程示意图。
28.图中，101、电源稳压模块；102、放电防护模块；103、信号处理模块；104、交流电源；105、外部设备接口；106、隔离信号模块。
具体实施方式
29.以下结合附图1-附图4，对本技术作进一步详细说明。
30.实施例1：一种单线通信接口的防护电路，参照图1，包括：电源稳压模块101，电源稳压模块101与外部交流电源104相连接；放电防护模块102，放电防护模块102分别与外部设备、电源稳压模块101连接；信号处理模块103，信号处理模块103分别与电源稳压模块101、放电防护模块102连接；电源稳压模块101连接外部交流电源104连接，通过稳压作用将交流电源104所输入的交流电信号进行稳压处理，再由电源稳压模块101分别提供电源至外部设备和信号处理模块103。
31.放电防护模块102与外部设备连接，在电源稳压模块101的供电接口与外部设备实现电连接时，供电接口处因摩擦产生静电，放电防护模块102需要将供电接口产生的静电进行静电释放，防止静电击穿电路中的电路元件，破坏元件的工作。
32.其中信号处理模块103包括接电单元和处理单元，其中接电单元与电源稳压模块101连接，当在电源稳压模块101的供电接口与外部设备实现电连接以及通信连接后，电路通电时间达到处理单元中预设的时间时，处理单元判断此时电路电压满足稳定状态，则关闭放电防护模块102，防止放电防护模块102后续对通信效率的影响。
33.本技术实施例的实施原理为：通过电源稳压模块101来保证电路电压的稳定，进而保证电路元件的安全性，而放电防护模块102则在电源稳压模块101的供电接口与外部设备建立电连接时，释放掉供电接口处因摩擦产生的静电，防止静电击穿电路元件，保护了电路元件，而信号处理模块103能够在放电防护模块102达成静电释放的目的后将其关闭，防止放电防护模块102影响通信信号的传输，本实施方案在保证了通信信号传输效率的同时保护了电路和电路元件。
34.实施例2：一种单线通信接口的防护电路，参照图2，实施例2与实施例1区别在于，还包括有：隔离信号模块106，隔离信号模块106分别与外部设备接口105、放电防护模块102连接，将信号处理模块103的输出接口io2以及外部设备通信信号的输入接口io1进行隔离。隔离信号模块106将处理模块的输出和外部设备通信信号的输入进行隔离，能够防止通信
信号传输时，信号处理模块103有反馈信号输出而引起信息紊乱，导致丢失重要的通信信号，影响通信效率。
35.参照图2，而在电源稳压模块101中还包括有稳压二极管d3和瞬态二极管d2进行分压。并且交流电源104采取了线性稳压电源，先对自身电源已有稳压效果。并且增加了分压的稳压二极管和瞬态二极管，能够进一步防止电压的不稳定而造成的电路元件损坏。
36.参照图2，放电防护模块102中还包括有快速响应场效应管，能够在接通瞬间使放电防护模块102迅速效应进行释放静电，提高了放电防护模块102的反应时间。
37.参照图2，信号处理模块103通过接口fd来发送控制信号，控制放电防护模块102的开启或关闭。
38.实施例3：一种单线通信接口的防护电路的控制方法，参照图3,s301.对外部设备供电电源稳压模块的供电接口与外部设备连接，使电源稳压模块与外部设备建立电连接关系。
39.s302.稳压电源对电源稳压模块的供电接口与外部设备连接所导致的电压波动进行稳压。
40.s303.静电释放驱动放电防护模块对供电接口与外部设备建立电连接时所产生的静电进行释放。
41.s304.判断电路电压是否稳定判断当前电路电压是否达到稳定状态，若电压达到稳定状态，则进入关闭放电防护模块的流程。
42.s305.关闭放电防护模块信号处理模块发送关闭信号至放电防护模块，使放电防护模块停止作业。
43.如此，有效地在电源稳压模块的供电接口与外部设备建立电连接时释放供电接口处所产生的静电，以及稳压电路中的电压，防止电路元件被损坏，同时完成好有效保护之后，即电压达到稳定状态后，能够关闭放电防护模块，防止放电防护模块中的电路元件影响通信效率以及通信失真，在保护通信接触部的同时，防止防护电路影响通信信号。
44.实施例4：一种单线通信接口的防护电路的控制方法，参照图4，s401.对外部设备供电电源稳压模块的供电接口与外部设备连接，使电源稳压模块对外部设备进行供电。
45.s402.接收通信信号信号处理模块的信号接口接收由外部设备所传输的通信信号，使得信号处理模块与外部设备建立通信连接。
46.s403.稳压电源在电源稳压模块的供电接口与外部设备连接后，电源稳压模块对连接时所导致的电压波动进行稳压。
47.s404.静电释放驱动放电防护模块对供电接口与外部设备建立电连接时所产生的静电进行释放。
48.s405.判断电路作业时长
信号处理模块判断自身作业时长是否达到预设时长，若达到预设时长，则判定此时电路电压达到稳定，则进入关闭放电防护模块的进程。
49.s406.关闭放电防护模块信号处理模块发送控制信号关闭放电防护模块，停止放电防护模块作业。
50.s407.检测通信信号是否为低电平对信号处理模块所接收到外部设备传输的通信信号进行判断，若通信信号为低电平，则进入s408步骤；若通信信号为高电平则进入s409步骤。
51.s408.处理通信信号信号处理模块所接收到外部设备传输的通信信号进行处理分析，信息处理分析后s411步骤。
52.s409.检测通信信号电平是否达到预设值检测通信信号中低电平信号持续时间是否超过1ms，若超过1ms，则判定为电平异常，则进入s410步骤，若电平正常，则进入s407步骤。
53.s410.复位信号处理模块发送控制信号重新开启放电防护模块，并且重新读取自身作业时长，复位后进入步骤s405。
54.s411.判断是否存在回码操作码判断信息处理分析后的通信信号中是否存在回码操作码，若存在存在回码操作码，则进行s412；若不存在回码操作，则返回s407。
55.s412.执行回码操作信号处理模块通过总线发送回码请求，在发送信号端输出至外部设备请求回码操作，执行后返回步骤s407。
56.本技术实施例的实施原理为：当稳压电源连通信号处理模块以及外部设备时，会对电路电压进行稳压处理，为电路元件提供良好的电压环境，而其中外部设备连接有放电防护模块。在稳压电源的供电接口与外部设备产生电连接时，其供电接口处存在摩擦，此时会有静电产生，而静电产生则通过放电防护模块被释放，起到防止保护电路元件被静电击穿的作用。接着为了防止放电防护模块影响外部设备与信号处理模块之间的通信效率，信号处理模块会判断电路达到作业时间的预设的作业时长时，发送控制信号关闭放电防护模块。在关闭放电防护模块之后，信号处理模块会检测判断此时接收到的通信信号电平是否为低电平，低电平代表通信信号中存在需要处理的信息，若不为低电平，则会进入检测此时通信信号电平达到预定值，即检测通信信号中低电平信号持续时间是否超过1ms，若超过1ms，则判定没有达到预设值，则进入复位步骤，重新开启放电防护电路，重置电路作业时长，若能达到预设值，则重新检测判断此时接收到的通信信号电平是否为低电平；若接收到的通信信号电平为低电平，则信号处理模块会进行通信信号处理分析，在处理分析好通信信号后则判断通信信号中是否存在回码操作码，若存在回码操作码，则执行电路的回码操作，将回码请求发送至外部设备，供外部设备确定处理进程，在执行完回码操作后，则信号处理模块继续判断此时接收到的通信信号电平是否为低电平。
57.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的
等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。