专利名称：一种数据传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据传输装置。
背景技术：
目前，现有的一般兼本安型数据传输装置大多采用总线通讯方式并具有防雷设计，此种数据传输装置虽在网络开放性、通讯可靠性、网络通讯距离、网络节点数目、数据传输实时性、系统设计成本、防雷击等方面都具有强大的优势，然而，由于未将本安型电路与非本安型电路隔离，降低了电路的安全性；同时，由于没有通讯地址自动识别、通讯收发状态指示功能，无法对现场的通讯状态做到实时监控
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高了电路的安全性、对现场的通讯状态进行实时监控的数据传输装置。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种数据传输装置，包括AC-DC电源转换及滤波电路，其输入端接交流电输入，其输出端与数据处理电路的输入端相连，数据处理电路的输出端与显示电路相连，数据处理电路与上位机通讯，数据处理电路通过本安与非本安隔尚电路与下位机通讯。由上述技术方案可知，本发明完成了 485协议和232协议的相互转换，使上位机和下位机能正常通讯，且在装置中采用了本安与非本安隔离电路，实现了本安与非本安的隔离，对电路起到了很好的保护作用，提高了电路的安全性。同时，由于配备了显示电路，使得数据的传输过程能实时监控，出现问题能及时发现并解决。
图I、2是本发明的电路框 图3是本发明中AC-DC电源转换及滤波电路、电源隔离电路的电路原理 图4是本发明中防雷电路的电路原理 图5是本发明中SN65LBC176芯片、本安与非本安隔离电路的电路原理 图6、7分别是本发明中MAX232芯片、STC单片机的电路原理图。
具体实施例方式—种数据传输装置，包括AC-DC电源转换及滤波电路1，其输入端接交流电输入，其输出端与数据处理电路的输入端相连，数据处理电路的输出端与显示电路2相连，数据处理电路与上位机通讯，数据处理电路通过本安与非本安隔离电路3与下位机通讯。如图I所示，所述的数据处理电路由STC单片机、MAX232芯片和SN65LBC176芯片组成，AC-DC电源转换及滤波电路I分别向STC单片机和MAX232芯片供电，AC-DC电源转换及滤波电路I通过电源隔离电路5向SN65LBC176芯片供电。交流电经AC-DC电源转换及滤波电路后为+5V直流电作为本装置的供电电源，此供电电源分两路输出给外部供电，第一路输出至数据处理电路的STC单片机、MAX232芯片，给STC单片机、MAX232芯片供电；第二路输出经电源隔离电路进行隔离后，给SN65LBC176芯片供电。如图2所示，所述的STC单片机的输入输出端分别与MAX232芯片、本安与非本安隔离电路3相连，STC单片机的输出端和显示电路2相连，MAX232芯片的输入输出端通过第一数据接口 CONl与上位机通讯，本安与非本安隔离电路3与SN65LBC176芯片的输入输出端相连，SN65LBC176芯片的输入输出端依次通过防雷电路4、第二数据接口 C0N2与下位机通讯。所述STC单片机为本装置的主芯片，其数据分三路与外部通讯，第一路通讯数据与MAX232芯片经第一数据接口 CONl与上位机相连，第二路通讯数据经本安与非本安隔离电路3隔离后，与SN65LBC176芯片经第二数据接口 C0N2与下位机相连，第三路信号输出与显示电路2相连，同时为了加强数据传输的安全性，防止雷电等通过下位机对上位机及整个电路造成威胁，在SN65LBC176芯片与第二数据接口 C0N2之间增加了防雷电路4，防雷电路 4起到防浪涌、防雷击的作用。本安与非本安隔离电路3设置在SN65LBC176芯片与STC单片机之间，隔离两条线路中的信号；显示电路2用于指示、显示下位机的通讯状态。如图3所示，所述的AC-DC电源转换及滤波电路I包括EMI芯片，其第I、2、3引脚接交流电，其第4、5引脚分别与AC-DC电源模块的第3、2引脚相连，AC-DC电源模块即图3中的Ml芯片，钽电容C13跨接在AC-DC电源模块的第4、5引脚上，电容C12与钽电容C13并联，钽电容C13的正端为供电电源VCC ;电源隔离电路5包括芯片U6，其第1、2引脚分别与电容C12的两端相连，钽电容ClO跨接在芯片U6的第3、4引脚上，电容Cll与钽电容ClO并联，电容Cll的输出端为供电电源VDD。如图4所示，所述的防雷电路4包括防雷二极管Dl、D5，二者的一端共地，二者的另一端分别与电阻R9的两端相连，电阻R9与防雷二极管D2并联，防雷二极管D2的两端分别与热敏电阻Rtl、Rt2的一端相连，热敏电阻Rtl、Rt2的另一端分别与电感LI的第1、2引脚相连，电感LI的第4、3引脚分别与熔断器F1、F2的一端相连，熔断器FI、F2的另一端分别与电阻R7、R10相连，电阻7与电阻R8串联，电阻RlO与电阻Rll串联，电阻R8接第二数据接口 C0N2的第I引脚，电阻Rll接第二数据接口 C0N2的第5引脚，第二数据接口 C0N2的第3引脚接地；瞬态抑制二极管D3的一端接在熔断器Fl与电阻R7之间，另一端接在熔断器F2与电阻RlO之间；瞬态抑制二极管D4的一端接在电阻R7、R8之间，另一端接在电阻RIO, Rll 之间。如图5所示，所述的本安与非本安隔离电路3由光耦Ul、U4组成，光耦Ul的第I引脚接供电电源VDD, H 2引脚经电阻Rl与SN65LBC176芯片的第I引脚相连，第3引脚接地，第4引脚分两路，一路经电阻R2接供电电源VCC，另一路同时与MAX232芯片的第11引脚及STC芯片的39脚连接；光耦U4的第I引脚接供电电源VCC，第2引脚经电阻R5同时与MAX232芯片的第12引脚及STC单片机的第5引脚相连，第3引脚分两路，一路经电阻R6接地，另一路与SN65LBC176芯片的第2、3引脚连接，第4引脚接电源VDD ;所述SN65LBC176芯片的第4、5引脚接地，第7引脚经电阻R4接地，第6引脚经电阻R3接电源VDD，第8引脚分两路，一路接电源VDD，另一路经并联的电容Cl、C2后接地。如图6所示，所述MAX232芯片的第2引脚经钽电容C5后一路接电源VCC，另一路经钽电容C3接地，第16引脚一路接电源VCC，另一路经钽电容C3接地，第14引脚与第一数据接口 CONl的第2脚连接，第13引脚与第一数据接口 CONl的第3引脚连接，第6引脚经钽电容C7接地，第8、10、15引脚接地，第1、3引脚经钽电容C4连接，第4、5引脚经钽电容C6连接，第11引脚接光耦Ul的第4引脚及STC芯片的39脚，第12引脚接光耦U4的第2引脚及STC单片机的第5引脚。
如图7所示，所述STC单片机的第38引脚接电源VCC，第4引脚一路经电阻R17接地，另一路经钽电容C16接电源VCC，第16引脚接地，第5引脚分别接光耦U4的第2引脚、MAX232芯片的第12引脚，第39引脚分别接光耦Ul的第4引脚、MAX232芯片的第11引脚。所述显示电路2由发光二级管和显示屏组成，所述发光二极管有红、黄、绿三个发光二极管，红色用于显示电路的供电情况、黄色指示下位机数据发送情况、绿色指示下位机数据接收情况；所述显示屏根据显示不同的字符串来表达正在传输数据的是多台下位机中的某一台，从而起到数据传输的实时监控。当电路中的电源接通后，AC-DC电源转换及滤波电路I将电路中的交流电转化为稳定的直流电给STC单片机、MAX232芯片、SN65LBC176芯片供电，并利用电源隔离电路5将SN65LBC176芯片的供电电源与STC单片机、MAX232芯片的供电电源隔离起来，起到保护作用。当下位机通过第二数据接口 C0N2向上位机传输信号时，下位机的485协议经SN65LBC176芯片转换为TTL协议，TTL协议经MAX232芯片后转换为232协议并通过第一数据接口 CONl传输到上位机上；同时，STC单片机将正在传输数据的下位机信息通过显示屏显示出来，并通过发光二极管指示电路中电源及数据发送、接收情况。
权利要求
1.一种数据传输装置，其特征在于包括AC-DC电源转换及滤波电路(1)，其输入端接交流电输入，其输出端与数据处理电路的输入端相连，数据处理电路的输出端与显示电路(2)相连，数据处理电路与上位机通讯，数据处理电路通过本安与非本安隔离电路(3)与下位机通讯。
2.根据权利要求I所述的数据传输装置，其特征在于所述的数据处理电路由STC单片机、MAX232芯片和SN65LBC176芯片组成，AC-DC电源转换及滤波电路(I)分别向STC单片机和MAX232芯片供电，AC-DC电源转换及滤波电路(I)通过电源隔离电路(5)向SN65LBC176芯片供电。
3.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于所述的STC单片机的输入输出端分别与MAX232芯片、本安与非本安隔离电路(3)相连，STC单片机的输出端和显示电路 (2)相连，MAX232芯片的输入输出端通过第一数据接口 CONl与上位机通讯，本安与非本安隔离电路(3)与SN65LBC176芯片的输入输出端相连，SN65LBC176芯片的输入输出端依次通过防雷电路(4)、第二数据接口 C0N2与下位机通讯，所述的显示电路(2)由发光二级管和显示屏组成。
4.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于所述的AC-DC电源转换及滤波电路(I)包括EMI芯片，其第I、2、3引脚接交流电，其第4、5引脚分别与AC-DC电源模块的第3、2引脚相连，钽电容C13跨接在AC-DC电源模块的第4、5引脚上，电容C12与钽电容C13并联，钽电容C13的正端为供电电源VCC ;电源隔离电路(5)包括芯片U6，其第1、2引脚分别与电容C12的两端相连，钽电容ClO跨接在芯片U6的第3、4引脚上，电容Cll与钽电容ClO并联，电容Cll的输出端为供电电源VDD。
5.根据权利要求3所述的数据传输装置，其特征在于所述的防雷电路(4)包括防雷二极管Dl、D5，二者的一端共地，二者的另一端分别与电阻R9的两端相连，电阻R9与防雷二极管D2并联，防雷二极管D2的两端分别与热敏电阻Rtl、Rt2的一端相连，热敏电阻RU、Rt2的另一端分别与电感LI的第1、2引脚相连，电感LI的第4、3引脚分别与熔断器F1、F2的一端相连，熔断器F1、F2的另一端分别与电阻R7、R10相连，电阻7与电阻R8串联，电阻RlO与电阻Rll串联，电阻R8接第二数据接口 C0N2的第I引脚，电阻Rll接第二数据接口C0N2的第5引脚，第二数据接口 C0N2的第3引脚接地；瞬态抑制二极管D3的一端接在熔断器Fl与电阻R7之间，另一端接在熔断器F2与电阻RlO之间；瞬态抑制二极管D4的一端接在电阻R7、R8之间，另一端接在电阻R10、R11之间。
6.根据权利要求3所述的数据传输装置，其特征在于所述的本安与非本安隔离电路(3)由光耦U1、U4组成，光耦Ul的第I引脚接供电电源VDD，第2引脚经电阻Rl与SN65LBC176芯片的第I引脚相连，第3引脚接地，第4引脚分两路，一路经电阻R2接供电电源WC,另一路同时与MAX232芯片的第11引脚及STC芯片的39脚连接；光耦U4的第I引脚接供电电源VCC，第2引脚经电阻R5同时与MAX232芯片的第12引脚及STC单片机的第5引脚相连，第3引脚分两路，一路经电阻R6接地，另一路与SN65LBC176芯片的第2、3引脚连接，第4引脚接电源VDD ;所述SN65LBC176芯片的第4、5引脚接地，第7引脚经电阻R4接地，第6引脚经电阻R3接电源VDD，第8引脚分两路，一路接电源VDD，另一路经并联的电容C1、C2后接地。
7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于所述MAX232芯片的第2引脚经钽电容C5后一路接电源VCC，另一路经钽电容C3接地，第16引脚一路接电源VCC，另一路经钽电容C3接地，第14引脚与第一数据接口 CONl的第2脚连接，第13引脚与第一数据接口 CONl的第3引脚连接，第6引脚经钽电容C7接地，第8、10、15引脚接地，第1、3引脚经钽电容C4连接，第4、5引脚经钽电容C6连接，第11引脚接光耦Ul的第4引脚及STC芯片的39脚，第12引脚接光耦U4的第2引脚及STC单片机的第5引脚。
8.根据权利要求7所述的数据传输装置，其特征在于所述STC单片机的第38引脚接 电源VCC，第4引脚一路经电阻R17接地，另一路经钽电容C16接电源VCC，第16引脚接地，第5引脚分别接光耦U4的第2引脚、MAX232芯片的第12引脚，第39引脚分别接光耦Ul的第4引脚、MAX232芯片的第11引脚。
全文摘要
本发明涉及一种数据传输装置，包括AC-DC电源转换及滤波电路，其输入端接交流电输入，其输出端与数据处理电路的输入端相连，数据处理电路的输出端与显示电路相连，数据处理电路与上位机通讯，数据处理电路通过本安与非本安隔离电路与下位机通讯。本发明完成了485协议和232协议的相互转换，使上位机和下位机能正常通讯，且在装置中采用了本安与非本安隔离电路，实现了本安与非本安的隔离，对电路起到了很好的保护作用，提高了电路的安全性。同时，由于配备了显示电路，使得数据的传输过程能实时监控，出现问题能及时发现并解决。
文档编号H04L29/06GK102801534SQ20121030742
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者瞿林飞, 蒋锋, 董明云 申请人:合肥海明科技开发有限责任公司