一种M-Bus主机收发装置的制作方法

文档编号:14478158
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及一种收发装置,具体涉及一种M-Bus主机收发装置。



背景技术:

M-Bus又称为户用仪表总线,是一种专门为耗能测量仪表和计数器传送信息设计的2线制数据总线,是用于非电力户用仪表传输数据的欧洲标准。M-Bus具有两总线无极性、总线自供电、抗干扰能力强、通信距离远、终端负载能力强,、结构简单、可靠性高等一系列优点。M-Bus可以大大简化住宅小区和办公场所等能耗智能化管理系统的布线及连接,广泛的应用于自动抄表系统中。

目前,国内绝大多数带M-Bus通信接口的设备,配备的M-Bus主机收发装置大多采用欧洲EN1434标准推荐的M-Bus主机解决方案,该方案电路复杂,调试难度大,维修困难,整体造价高;另外一些M-Bus主机收发电路方案存在可靠性差、驱动能力小等问题。



技术实现要素:

针对现有M-Bus主控电路结构复杂、可靠性差的问题,本实用新型提供了一种M-Bus主机收发装置:

一种M-Bus主机收发装置,包括UART接口、M-Bus主站发送单元、数据发送指示单元、M-Bus接口、数据接收指示单元、M-Bus主站接收单元,所述UART接口、M-Bus主站发送单元、数据发送指示单元、M-Bus接口、数据接收指示单元、M-Bus主站接收单元依次连接形成一环形电路。

进一步地,所述UART接口包括3V电源端、TXD端、3VGND端和RXD端,所述M-Bus接口包括M-Bus+端和M-Bus-端,所述数据发送指示单元包括电阻R1、发光二极管LED1、光耦U1,3V电源端通过电阻R1与发光二极管LED1的正极相连接,发光二极管LED1的负极与光耦U1中发光器的正极相连接,UART接口的TXD端与光耦U1中发光器的负极相连接,M-Bus接口的M-Bus-端与光耦U1中受光器的负极相连接,光耦U1中受光器的负极引出一端点M-Bus-TXD。

进一步地,所述M-Bus主站发送单元包括稳压器U2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、42V电源,其中42V电源与稳压器U2的输入端3相连,稳压器U2的输出端2通过电阻R4与稳压器U2的1端相连,电阻R4与稳压器U2的1端之间引出一点A,点A通过R2与端点M-Bus-TXD相连接,点A再通过R3与M-Bus接口的M-Bus-端相连接,稳压器U2的输出端还通过电阻R5与M-Bus接口的M-Bus+端相连接。

进一步地,所述M-Bus主站接收单元包括二极管D501、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电解电容E1、电容C1、比较器U3A、电阻R10,M-Bus接口的M-Bus+端通过电阻R6与比较器U3A的正输入端相连,M-Bus接口的M-Bus+端还依次通过二极管D501、电阻R7与比较器U3A的负输入端相连,电阻R6与比较器U3A的正输入端引出一点B,点B通过电阻R8与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电阻R7与比较器U3A的负输入端之间引出一点C,点C通过电阻R9与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电阻R9与电解电容E1并联连接,比较器U3A的正输入端依次通过电容C1、电阻R10与42V电源相连接,比较器U3A的V﹢端与42V电源相连,比较器U3A的V﹣端与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电容C1与电阻R10之间引出一点D,点D与比较器U3A的输出端相连。

进一步地,所述数据接收指示单元包括电阻R11、光偶U4、发光二极管LED2、电阻R12,点D通过电阻R11与光偶U4中发光器的正极相连,光偶U4中发光器的负极与发光二极管LED2的正极相连,发光二极管LED2的负极与M-Bus接口的M-Bus-端相连,光偶U4中受光器的正极与UART接口的3V电源端相连,光偶U4中受光器的负极与UART接口的RXD端相连,UART接口的RXD端与光偶U4中受光器的负极之间引出一点E,点E通过电阻R12与UART接口的3VGND端相连。

与现有技术相比,本实用新型具有以下技术效果:

1、本实用新型实现了UART电平与M-Bus电平的隔离转换;

2、本实用新型具有硬件数据收发状态指示;

3、本实用新型的总线驱动能力大,抗干扰能力强;

4、本实用新型采用常见元器件,电路原理简单,调试维修简单,成本优势明显;

5、本实用新型可扩展性强,在现有电路上稍作扩展可实现过流保护。

附图说明

图1是本实用新型的整体单元图;

图2是本实用新型的整体电路图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种M-Bus主机收发装置,如图1所示,包括UART接口、M-Bus主站发送单元、数据发送指示单元、M-Bus接口、数据接收指示单元、M-Bus主站接收单元,所述UART接口、M-Bus主站发送单元、数据发送指示单元、M-Bus接口、数据接收指示单元、M-Bus主站接收单元依次连接形成一环形电路。

参见图2,所述UART接口包括3V电源端、TXD端、3VGND端和RXD端,所述M-Bus接口包括M-Bus+端和M-Bus-端,所述数据发送指示单元包括电阻R1、发光二极管LED1、光耦U1,3V电源端通过电阻R1与发光二极管LED1的正极相连接,发光二极管LED1的负极与光耦U1中发光器的正极相连接,UART接口的TXD端与光耦U1中发光器的负极相连接,M-Bus接口的M-Bus-端与光耦U1中受光器的负极相连接,光耦U1中受光器的负极引出一端点M-Bus-TXD。

所述M-Bus主站主站发送单元包括稳压器U2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、42V电源,其中42V电源与稳压器U2的输入端3相连,稳压器U2的输出端2通过电阻R4与稳压器U2的1端相连,电阻R4与稳压器U2的1端之间引出一点A,点A通过R2与端点M-Bus-TXD相连接,点A再通过R3与M-Bus接口的M-Bus-端相连接,稳压器U2的输出端还通过电阻R5与M-Bus接口的M-Bus+端相连接。

所述M-Bus主站接收单元包括二极管D501、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电解电容E1、电容C1、比较器U3A、电阻R10,M-Bus接口的M-Bus+端通过电阻R6与比较器U3A的正输入端相连,M-Bus接口的M-Bus+端还依次通过二极管D501、电阻R7与比较器U3A的负输入端相连,电阻R6与比较器U3A的正输入端引出一点B,点B通过电阻R8与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电阻R7与比较器U3A的负输入端之间引出一点C,点C通过电阻R9与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电阻R9与电解电容E1并联连接,比较器U3A的正输入端依次通过电容C1、电阻R10与42V电源相连接,比较器U3A的V﹢端与42V电源相连,比较器U3A的V﹣端与M-Bus接口的M-Bus-端相连,电容C1与电阻R10之间引出一点D,点D与比较器U3A的输出端相连。

所述数据接收指示单元包括电阻R11、光偶U4、发光二极管LED2、电阻R12,点D通过电阻R11与光偶U4中发光器的正极相连,光偶U4中发光器的负极与发光二极管LED2的正极相连,发光二极管LED2的负极与M-Bus接口的M-Bus-端相连,光偶U4中受光器的正极与UART接口的3V电源端相连,光偶U4中受光器的负极与UART接口的RXD端相连,UART接口的RXD端与光偶U4中受光器的负极之间引出一点E,点E通过电阻R12与UART接口的3VGND端相连。

本实用新型工作时,M-Bus接口与M-Bus总线相连接,M-Bus收发电路实现总线数据的收发工作;UART信号和M-Bus信号通过光耦实现电平信号的转换,提高了信号转换的稳定性;发光二极管指示灯根据电路的工作状态实现了对数据收发的状态指示。

工作原理:

主站数据发送(所述装置发送数据时),主站(装置)的UART接口发送信号线TXD和U1连接,TXD高电平时,光耦U1处于截止状态,M-Bus_TXD连接的R2处于开路状态,R3和R4调节U2通过M-Bus+端口输出40V高电压;TXD低电平时,光耦U1处于导通状态,发光二极管LED1导通点亮,M-Bus_TXD连接的R2处于连接状态,R2、R3和R4调节U2通过M-Bus+端口输出28V低电压;实现主机UART的TTL电平到M-Bus电平的转换;

主站数据接收,主站处于接收状态时M-Bus+为40V高电平,从站通过电流发送数据,从站发送高电平时,从主站拉电流1.5mA;从站发送低电平时从主站拉电流比发送低电平时电流增大10~20mA。

从站发送高电平,1.5mA电流在R5上产生压降,通过R6、R7、R8、R9、D501和E1组成的取样电路,再与C1、R10和U3A组成的比较电路连接,取样电路分别和采样电路U3A的3和2连接,且3端的电平比2端电平高,比较电路的U3A的1端输出高电平,U3A的1端高电平通过R11使得U4处于导通状态,发光二极管LED2导通点亮,主机UART接收端RXD处于高电平状态。

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