[发明专利]一种基于供电和通讯分时复用的二总线通讯接口电路

说明书

本发明属于二总线通信技术领域，涉及一种基于供电和通讯分时复用的二总线通讯接口电路。将二芯线路按传输时间分割为供电时隙和信号传输时隙，当总线位于供电时隙时，总线负责从机电源的供给，总线保持高电平；当总线位于信号传输时隙时，主机单元关闭总线供电，总线电平处于高电平上拉状态，主机通过拉低总线电平下发通讯信号，从机通过拉低总线电平上传通信信号。信号上行下行均采用电压信号,消除了从机负载变化对总线信号的干扰,从站供电能力、总线电压值、通讯距离等参数只取决与器件参数的选则。突破了传统二总线对总线电压、从站供电能力的限制，无需专门的调制解调芯片，极大降低了应用成本及技术门槛，扩大了应用范围。

技术领域

本发明属于二总线通信技术领域，涉及一种基于供电和通讯分时复用的二总线通讯接口电路。

背景技术

传统的四线系统包括两根供电线路和两根通讯线路，二总线技术是将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线。该技术具有节省施工和线缆成本的优势，且给现场施工和后期维护带来了极大的便利。因而在消防，仪表，传感器，工业控制等领域具有广泛的应用前景。

现有的二总线通讯技术尚未成熟，其技术方案具有以下几点不足之处：第一，主站电路复杂，需要进行电压电流调制解调，成本昂贵；第二，从站通过电流环上传数据，从站供电能力受限，从站供电电流波动容易早成主站数据解调错误；第三，总线电压受限，不利于更长线路数据传输。

发明内容

本发明针对传统二总线通讯技术中存在的问题提出一种新型的基于供电和通讯分时复用的二总线通讯接口电路。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

本发明提出了一种基于分时复用的二总线通讯技术，将二芯线路按传输时间分割为供电时隙和信号传输时隙，当总线位于供电时隙时，总线负责从机电源的供给，总线保持高电平，当总线位于信号传输时隙时，主机单元关闭总线供电，总线电平处于高电平上拉状态，主机通过拉低总线电平下发通讯信号，从机通过拉低总线电平上传通信信号。信号上行下行均采用电压信号,消除了从机负载变化对总线信号的干扰,从站供电能力、总线电压值、通讯距离等参数只取决与器件参数的选则。

一种基于供电和通讯分时复用的二总线通讯接口电路，包括总线、主机单元和多个从机单元，

所述主机单元和从机单元之间通过二芯线路连接，所述二芯线路按传输时间分割为供电时隙和信号传输时隙，

传输时间位于供电时隙时，总线负责从机单元的电源供给，总线保持高电平；

传输时间位于信号传输时隙时，主机单元关闭总线供电，总线电平处于高电平上拉状态；

主机单元通过拉低总线电平下发通讯信号；

从机单元通过拉低总线电平上传通讯信号。

作为优选，所述主机单元包括供电和通讯信号时隙模式切换电路、信号发送电路、信号接收电路、MCU(单片机)；

所述供电和通讯信号时隙模式切换电路的输入端一端接供电电源，另一端接MCU(单片机)，输出端一端接所述二芯线的第一支，另一端接所述二芯线的第二支；

所述信号发送电路输入端接MCU(单片机)输出接口，输出端接所述供电和通讯信号时隙模式切换电路的输出端；

所述信号接收电路输入端接所述二芯线的第一支，输出端接MCU(单片机)输入接口。

作为优选，所述供电和通讯信号时隙模式切换电路中设置有P沟道硅MOS场效应晶体管和双极型晶体管，所述双极型晶体管输入端接限流电阻和MCU(单片机)，输出端一端连接有限流电阻和P沟道硅MOS场效应晶体管, 所述P沟道硅MOS场效应晶体管两端电性连接有稳压管和关断电阻；

所述数据接收信号输入端两侧分别设有分压电阻；