專利名稱：寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接口電路，具體地說，涉及一種寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路。
背景技術(shù)：
在一些特定環(huán)境中，需監(jiān)測某種氣體含量，監(jiān)測氣體含量的設(shè)備中必然包含檢測氣體的傳感器。由于氣體傳感器可能受到各種污染，造成參數(shù)下漂，使得定期對這些傳感器進(jìn)行檢查，對其零點(diǎn)及線性度進(jìn)行重新標(biāo)定是必要的。然而這些監(jiān)測氣體含量的設(shè)備可能被安裝在不便于拆卸的位置上，比如鍋爐煙囪中，要對其進(jìn)行檢查、標(biāo)定就比較麻煩
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的目的是提供一種便于對不易拆裝的設(shè)備進(jìn)行檢查和標(biāo)定所使用的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，用于連接數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器，其包括數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路、數(shù)據(jù)接收處理電路、無極性接口電路；所述的無極性接口電路具有對內(nèi)輸入端、對內(nèi)輸出端和兩個對外端子；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的輸出端與所述的無極性接口電路的對內(nèi)輸入端相連接；所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的一個輸入端與所述的無極性接口的對內(nèi)輸出端相連接，所述的數(shù)據(jù)處理電路的輸出端與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接；所述的無極性接口電路的兩個所述的對外端子分別與所述的數(shù)據(jù)處理器和地線相連接。優(yōu)選的，所述的無極性接口電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管；所述的第一二極管的正極與所述的第二二極管的負(fù)極相連接并形成所述的無極性接口電路的一個所述的對外端子；所述的第一二極管的正極接地；所述的第三二極管的正極與所述的第四二極管的負(fù)極相連接并形成所述的無極性接口電路的另一個所述的對外端子；所述的第四二極管的正極接地；所述的第二二極管的負(fù)極與所述的第三二極管的負(fù)極相連接共同構(gòu)成所述的無極性接口電路的所述的對內(nèi)輸入端或所述的對內(nèi)輸出端。優(yōu)選的，所述的第二二極管和所述的第三二極管的共同端連接有第十電阻，所述的第十電阻的一端與第一電容的一端相連接，所述的第一電容的另一端接地。優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路還具有發(fā)送控制信號端；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管，所述的第二三極管的集電極與所述的第十電阻和所述的第一電容的共同端相連接，所述的第二三極管的基極與所述的第一三極管的集電極相連接，所述的第二三極管的發(fā)射極與所述的第三三極管的集電極相連接；所述的第一三極管的發(fā)射極和所述的第三三極管的發(fā)射極分別接地；所述的第一三極管的集電極連接于第三電阻的一端，所述的第一三極管的基極連接于第二電阻的一端，所述的第二電阻的另一端連接于第一電阻的一端，所述的第一電阻的另一端和所述的第三電阻的另一端共同與電源相連接，所述的第一電阻和所述的第二電阻的共同端為所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端并與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接；所述的第三三極管的基極連接于第四電阻的一端，所述的第四電阻的另一端與第六電阻的一端相連接，所述的第六電阻的另一端與電源相連接，所述的第四電阻與所述的第六電阻的共同端為所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的發(fā)送控制信號端。優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)接收處理電路還具有接收控制信號端；所述的數(shù)據(jù)接收處理電路包括第四三極管、第五三極管、第六三極管；所述的第十電阻與所述的第一電容的共同端經(jīng)過第十二電阻與所述的第四三極管的基極相連接，所述的第四三極管的集電極經(jīng)過第七電阻與電源相連接，所述的第五三極管的積極與所述的第四三極管的集電極相連接，所述的第五三極管的集電極經(jīng)過第九電阻與電源相連接，所述的第五三極管的集電極為所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的輸出端并與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接，所述的第五三極管的發(fā)射極與所述的第六三極管的集電極相連接，所述的第十電阻和所述的第一電容的共同端還連接有第十一電阻的一端，所述的第六三極管的發(fā)射極、所述的第四三極管的發(fā)射極、所述的第十一電阻的另一端共同接地，所述的第六三極管的基極連接有第五電阻的一端，所述的第 五電阻的另一端經(jīng)過第八電阻與電源相連接，所述的第五電阻的另一端為所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的接收控制信號端。優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集器為傳感器。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路可以實(shí)現(xiàn)單數(shù)據(jù)線無極性串行通信，其發(fā)送數(shù)據(jù)采用開關(guān)量輸出的方式，使用接收設(shè)備提供的電壓，實(shí)現(xiàn)發(fā)送過程的低功耗；同時，發(fā)送和接收信號電壓范圍寬，可以提高通信接口的適應(yīng)能力；電路結(jié)構(gòu)簡單，便于集成。


附圖I為本發(fā)明的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路的電路框圖。附圖2為本發(fā)明的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路的電路圖。附圖3為本發(fā)明的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的電路圖。附圖4為本發(fā)明的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路的數(shù)據(jù)接收處理電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一參見附圖I所示。一種寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，用于連接數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器。其中，數(shù)據(jù)采集器為傳感器，如在特定環(huán)境中，對某種氣體的含量進(jìn)行檢測的傳感器，其通常安裝于不便于拆卸的位置上。而數(shù)據(jù)處理器則用于對數(shù)據(jù)采集器(即傳感器)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。該寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路包括數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路、數(shù)據(jù)接收處理電路、無極性接口電路三部分。
無極性接口電路具有對內(nèi)輸入端、對內(nèi)輸出端和兩個對外端子。數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端與數(shù)據(jù)采集器相連接，另一個輸入端為發(fā)送控制信號端，數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的輸出端與無極性接口電路的對內(nèi)輸入端相連接。數(shù)據(jù)接收處理電路的一個輸入端與無極性接口的對內(nèi)輸出端相連接，另一個輸入端為接收控制信號端，數(shù)據(jù)處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集器相連接。無極性接口電路的兩個對外端子分別與數(shù)據(jù)處理器和地線相連接。具體的，參見附圖2所示。無極性接口電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管。第一二極管的正極與第二二極管的負(fù)極相連接并形成無極性接口電路的一個對外端子JK1。第一二極管的正極接地。第三二極管的正極與第四二極管的負(fù)極相連接并形成無極性接口電路的另一個對外端子JK2。第四二極管的正極接地。第二二極管的負(fù)極與第三二極管的負(fù)極相連接共同構(gòu)成無極性接口電路的對內(nèi)輸入端或?qū)?nèi)輸出端。第二二極管和第三二極管的共同端連接有第十電阻R10，第十電阻RlO的一端與第一電容Cl的一端相連接，第一電容Cl的另一端接地。參見附圖3所示，數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3。第二三極管Q2的集電極與第十電阻RlO和第一電容Cl的共同端相連接，第二三極 管Q2的基極與第一三極管Ql的集電極相連接，第二三極管Q2的發(fā)射極與第三三極管Q3的集電極相連接。第一三極管Ql的發(fā)射極和第三三極管Q3的發(fā)射極分別接地。第一三極管Ql的集電極連接于第三電阻R3的一端，第一三極管Ql的基極連接于第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端連接于第一電阻Rl的一端，第一電阻Rl的另一端和第三電阻R3的另一端共同與電源相連接，第一電阻Rl和第二電阻R2的共同端為數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端并與數(shù)據(jù)采集器相連接。第三三極管Q3的基極連接于第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端與第六電阻R6的一端相連接，第六電阻R6的另一端與電源相連接，第四電阻R4與第六電阻R6的共同端為數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的發(fā)送控制信號端。參見附圖4所示，數(shù)據(jù)接收處理電路包括第四三極管Q4、第五三極管Q5、第六三極管Q6。第十電阻RlO與第一電容Cl的共同端經(jīng)過第十二電阻R12與第四三極管Q4的基極相連接。第四三極管Q4的集電極經(jīng)過第七電阻R7與電源相連接，第五三極管Q5的積極與第四三極管Q4的集電極相連接，第五三極管Q5的集電極經(jīng)過第九電阻R9與電源相連接，第五三極管Q5的集電極為數(shù)據(jù)接收處理電路的輸出端并與數(shù)據(jù)采集器相連接，第五三極管Q5的發(fā)射極與第六三極管Q6的集電極相連接。第十電阻RlO和第一電容Cl的共同端還連接有第十一電阻Rll的一端，第六三極管Q6的發(fā)射極、第四三極管Q4的發(fā)射極、第
i電阻Rll的另一端共同接地，第六三極管Q6的基極連接有第五電阻R5的一端,第五電阻R5的另一端經(jīng)過第八電阻R8與電源相連接，第五電阻R5的另一端為數(shù)據(jù)接收處理電路的接收控制信號端。由附圖I和附圖2可以看出，該接口電路有兩個對外端子JKl、JK2，二者與接收設(shè)備(即數(shù)據(jù)處理器)相連，且兩個對外端子分別與接收設(shè)備的數(shù)據(jù)線和地線相連接，實(shí)現(xiàn)單數(shù)據(jù)線串行通信。而數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的無極性由無極性接口電路即集成電路Dl來實(shí)現(xiàn)。集成電路Dl為二極管堆棧電路，共集成四個二極管。具體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收無極性原理為，當(dāng)?shù)鼐€接入JKl端，數(shù)據(jù)線接入JK2端時，數(shù)據(jù)由集成電路Dl的3腳輸入，5腳輸出到對內(nèi)接收輸入端和對內(nèi)輸出端；當(dāng)?shù)鼐€接入JK2端，數(shù)據(jù)線接入JKl端時，數(shù)據(jù)由集成電路Dl的6腳輸入，2腳輸出到對內(nèi)接收輸入端和對內(nèi)輸出端。由此可見數(shù)據(jù)線和地線不管如何接入到JK1、JK2這兩個對外端子，讀寫數(shù)據(jù)總能送到對內(nèi)輸入端和對內(nèi)輸出端，即該通信接口具有無極性功能。現(xiàn)假定數(shù)據(jù)線接入JKl端口，地線接入JK2端口，參見附圖3和附圖4所示。數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的工作過程如下控制單元I/O 口提供發(fā)送數(shù)據(jù)允許信號TX至發(fā)送控制信號端。發(fā)送數(shù)據(jù)允許信號TX為高電平時，第三三極管Q3導(dǎo)通，此時可以對外發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)TXD為“ I”時，第一三極管Ql導(dǎo)通，第二三極管Q2截止，此時在無極性接口電路的輸出接口 JKl端出現(xiàn)高阻狀態(tài)，視為發(fā)送數(shù)據(jù)“I”；發(fā)送數(shù)據(jù)TXD為“O”時，第一三極管Ql截止，第二三極管Q2和第三三極管Q3導(dǎo)通，此時在無極性接口電路的輸出接口 JKl端出現(xiàn)低電平，視為發(fā)送數(shù)據(jù)“O”。由圖3可以看出，發(fā)送數(shù)據(jù)時，接口電壓由接收設(shè)備提供，接口電壓最大為第二三極管Q2的集電極與發(fā)射極之間擊穿電壓，因此接口電壓范圍可以很寬。 數(shù)據(jù)接收處理電路的工作過程如下控制單元I/O 口提供接收數(shù)據(jù)允許信號RX至接收控制信號端。接收數(shù)據(jù)允許信號RX為高電平時，第六三極管Q6導(dǎo)通，此時可以接收數(shù)據(jù)。當(dāng)接口端JKl為“ I”時，第四三極管Q4導(dǎo)通，第五三極管Q5截止，接收數(shù)據(jù)RXD為“I”;當(dāng)接口端JKl為“O”時，第四三極管Q4截止，第五三極管Q5和第六三極管Q6導(dǎo)通，接收數(shù)據(jù)RXD為“O”。由圖4可以看出，接收數(shù)據(jù)時，接口電壓由接收設(shè)備提供，接口承受電壓能力由第十一 Rll和第十二電阻R12的阻值確定，因此接口電壓范圍可以很寬。該寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，使用器件少，對外接口只需兩個端子，且電壓寬、無極性，便于利用手持設(shè)備對其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。只要在監(jiān)測氣體含量的設(shè)備中集成本發(fā)明的通信接口電路，便可以使用手持設(shè)備對其傳感器進(jìn)行現(xiàn)場在線檢查、標(biāo)定，而無需拆卸設(shè)備。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，用于連接數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器，其特征在于其包括數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路、數(shù)據(jù)接收處理電路、無極性接口電路；所述的無極性接口電路具有對內(nèi)輸入端、對內(nèi)輸出端和兩個對外端子；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的輸出端與所述的無極性接口電路的對內(nèi)輸入端相連接；所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的一個輸入端與所述的無極性接口的對內(nèi)輸出端相連接，所述的數(shù)據(jù)處理電路的輸出端與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接；所述的無極性接口電路的兩個所述的對外端子分別與所述的數(shù)據(jù)處理器和地線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，其特征在于所述的無極性接口電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管；所述的第一二極管的正極與所述的第二二極管的負(fù)極相連接并形成所述的無極性接口電路的一個所述的對外端子；所述的第一二極管的正極接地；所述的第三二極管的正極與所述的第四二極管的負(fù)極相連接并形成所述的無極性接口電路的另一個所述的對外端子；所述的第四二極管的正極接地；所述的第二二極管的負(fù)極與所述的第三二極管的負(fù)極相連接共同構(gòu)成所述的無極性接口電路的所述的對內(nèi)輸入端或所述的對內(nèi)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，其特征在于所述的第二二極管和所述的第三二極管的共同端連接有第十電阻，所述的第十電阻的一端與第一電容的一端相連接，所述的第一電容的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，其特征在于所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路還具有發(fā)送控制信號端；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管，所述的第二三極管的集電極與所述的第十電阻和所述的第一電容的共同端相連接，所述的第二三極管的基極與所述的第一三極管的集電極相連接，所述的第二三極管的發(fā)射極與所述的第三三極管的集電極相連接；所述的第一三極管的發(fā)射極和所述的第三三極管的發(fā)射極分別接地；所述的第一三極管的集電極連接于第三電阻的一端，所述的第一三極管的基極連接于第二電阻的一端，所述的第二電阻的另一端連接于第一電阻的一端，所述的第一電阻的另一端和所述的第三電阻的另一端共同與電源相連接，所述的第一電阻和所述的第二電阻的共同端為所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端并與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接；所述的第三三極管的基極連接于第四電阻的一端，所述的第四電阻的另一端與第六電阻的一端相連接，所述的第六電阻的另一端與電源相連接，所述的第四電阻與所述的第六電阻的共同端為所述的數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的發(fā)送控制信號端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，其特征在于所述的數(shù)據(jù)接收處理電路還具有接收控制信號端；所述的數(shù)據(jù)接收處理電路包括第四三極管、第五三極管、第六三極管；所述的第十電阻與所述的第一電容的共同端經(jīng)過第十二電阻與所述的第四三極管的基極相連接，所述的第四三極管的集電極經(jīng)過第七電阻與電源相連接，所述的第五三極管的積極與所述的第四三極管的集電極相連接，所述的第五三極管的集電極經(jīng)過第九電阻與電源相連接，所述的第五三極管的集電極為所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的輸出端并與所述的數(shù)據(jù)采集器相連接，所述的第五三極管的發(fā)射極與所述的第六三極管的集電極相連接，所述的第十電阻和所述的第一電容的共同端還連接有第十一電阻的一端，所述的第六三極管的發(fā)射極、所述的第四三極管的發(fā)射極、所述的第十一電阻的另一端共同接地，所述的第六三極管的基極連接有第五電阻的一端，所述的第五電阻的另一端經(jīng)過第八電阻與電源相連接，所述的第五電阻的另一端為所述的數(shù)據(jù)接收處理電路的接收控制信號端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器為傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬電壓單數(shù)據(jù)線無極性通信接口電路，用于連接數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器，其包括數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路、數(shù)據(jù)接收處理電路、無極性接口電路；無極性接口電路具有對內(nèi)輸入端、對內(nèi)輸出端和兩個對外端子；數(shù)據(jù)發(fā)送處理電路的一個輸入端與數(shù)據(jù)采集器相連接，輸出端與無極性接口電路的對內(nèi)輸入端相連接；數(shù)據(jù)接收處理電路的一個輸入端與無極性接口的對內(nèi)輸出端相連接，輸出端與數(shù)據(jù)采集器相連接；無極性接口電路的兩個對外端子分別與數(shù)據(jù)處理器和地線相連接。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)單數(shù)據(jù)線無極性串行通信，功耗低，發(fā)送和接收信號電壓范圍寬，可以提高通信接口的適應(yīng)能力；電路結(jié)構(gòu)簡單，便于集成。
文檔編號G06F13/40GK102890668SQ20121036716
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者盧燦, 孫幫東, 吳力濤, 郁兆華, 周曦 申請人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心