[发明专利]使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法

说明书

本发明公开了一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法，终端设备具有模拟输入输出引脚、第一处理器、信号转换电路和2个调理电路，第一处理器通过模拟输入引脚接收模拟信号，并在数字模式下，将接收到的2档电压值或电流值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；信号转换电路接收第一处理器发送的数字信号，并通过信号转换电路和其中1个调理电路生成2档电压值或电流值范围不同的模拟信号代表“1”和“0”通过模拟输出引脚输出；第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下。本发明在不增加专用数字通信接口的情况下，通过模拟引脚完成数字信号的传输，使用方便、操作简单。

技术领域

本发明涉及一种信号传输技术，具体涉及一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备、系统及方法。

背景技术

在工业自动化中常用的模拟控制信号有电流型(如4-20mA，0-20mA)、电压型(如0-10V，0-5V)、晶体管开关量型(如NPN，PNP)等。因此很多传感器或仪器仪表产品等都会使用上述模拟信号来代表测量的物理量作为输出。模拟信号输出具有引脚少，接线简单，标准统一等优点，但却存在信息量少，精度低等缺点。所以在很多情况下需要数字通信(例如RS485等)才能满足要求。

例如在距离传感器中，所测量的距离常使用模拟信号(以4-20mA电流为例)作为输出。还要通过模拟输入引脚(例如接地、接电源电压或悬空操作)来设置模拟信号所代表的具体距离。这种方法虽然不需要辅助设备，操作简便，但可以传输的信息太少且不精确。当需要向传感器中写入或读取更多信息时就没有办法了。目前技术的解决方案是增加数字通信引脚。增加数字引脚虽然可以解决这个问题，但是却增加了产品的本身的体积和制造成本。特别是在传感器领域，很多传感器例如但不限于部分液位传感器对体积非常敏感，传感器的引脚非常有限，增加引脚不仅带来了成本的增加，而且带来了体积上的变化，这种体积的变化给用户的使用带来较大的不便。此外，增加引脚除了传感器端需要做改变外，还需要在与传感器配合的端口进行改变，通用性较差，并且改变用户习惯，增加用户的不适感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，解决现有技术中模拟终端增加数字引脚进行数字通信增加产品本身的体积和制造成本的问题，在不增加专用数字通信接口的情况下，通过模拟引脚完成数字信号的传输。此外，本发明还提供了一种使用模拟信号引脚进行数字通信的系统以及方法。

本发明的使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备通过下述技术方案实现：

使用模拟信号引脚进行数字通信的终端设备，所述终端设备具有模拟输入引脚和模拟输出引脚，所述终端设备还包括第一处理器、信号转换电路、第一信号调理电路和第二信号调理电路，其中：第一信号调理电路，用于将模拟输入引脚接收的模拟信号进行调理后发送给第一处理器；第一处理器，用于接收第一信号调理电路发送的模拟信号，并在数字模式下，接收数据时，将接收到的模拟信号识别为数字信号；发送数据时，发送数字信号给信号转换电路；信号转换电路，用于接收第一处理器发送的数字信号，并将其转换为模拟信号发送给第二信号调理电路；第二信号调理电路，用于对信号转换电路输出的模拟信号进行调理后，通过模拟输出引脚发送给信号转换装置的模拟信号输入接口。所述第一处理器将接收到的模拟信号识别为数字信号具体为：将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号对应识别为数字信号“1”和“0”；所述信号转换电路在数字模式下将数字信号转换为模拟信号时根据接收到的数字信号生成2档电压值范围不同的模拟信号分别代表“1”和“0”；所述第一处理器在特定时间段内和/或收到数字通信指令之后工作在数字模式下。

作为本发明的进一步改进，所述第一处理器包括：

信号识别单元，在数字模式下，用于将接收到的2档电压值范围不同的模拟信号根据指定的通信波特率对应转换为数字信号“1”和“0”发送给指令判定及数据读写单元；在模拟模式下，对接收到的模拟信号不做转换直接输出给控制单元；

指令判定及数据读写单元，用于在数字模式下对数据存储单元的数据进行读写；