一种单总线通讯电路

技术领域

本发明涉及通讯电路技术领域，尤其涉及一种能够实现全双工通讯的单总线通讯电路。

背景技术

通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通常称作UART，是一种串行异步收发协议，应用十分广泛。UART工作原理是将数据的二进制位一位一位的进行传输，在UART通讯协议中信号线上的状态位高电平代表’1’，低电平代表’0’，当然两个设备使用UART串口通讯时，必须先约定好传输速率和一些数据位，利用UART进行通讯时，硬件连接比较简单，需要3条通讯连接线，传统通讯电路的连接方式参见图1，第一MCU的数据发送端TX连接第二MCU的数据接收端RX，第一MCU的数据接收端RX连接第二MCU的数据发送端TX，第一MCU的GND端与第二MCU的GND端同时接地，如果连接时两个设备UART电平范围不一致需做电平转换后再连接，导致电路结构复杂且增加了生产成本。

发明内容

本发明公开的一种单总线通讯电路，解决了传统通讯电路连接时如果两个设备UART电平范围不一致时需要电平转换后再连接导致的电路结构复杂、生产成本增加的问题，使得通讯电路可以兼容不同的通讯电平电压，且具有较好的抗噪声和干扰性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开一种单总线通讯电路，包括：三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，第一数据接收端RX连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极连接第一电源电压VDD端，所述三极管Q1的发射极连接所述三极管Q3的集电极，同时，所述三极管Q1的发射极连接第一电路电压VCC端，第一数据发送端TX连接所述三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的基极连接第一电源电压VDD端，三极管Q3的集电极接地；所述第二数据接收端RX1连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接第二电源电压VDD1端，同时，所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q2的发射极连接所述三极管Q4的集电极，同时，所述三极管Q2的发射极连接第二电路电压VCC1端，第二数据发送端TX1连接所述三极管Q4的发射极，所述三极管Q4的集电极接地；所述三极管Q1的发射极连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q3的集电极连接所述三极管Q4的集电极。

进一步地，所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4均为NPN型三级管。

进一步地，所述三极管Q1的发射极依次经电阻R4和电阻R6连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q3的集电极依次经电阻R4和电阻R6连接所述三极管Q4的集电极。

进一步地，所述三极管Q1的基极经电阻R1连接第一电源电压VDD端，所述三极管Q1的发射极依次经电阻R2和二极管D1连接第一电路电压VCC端，所述三极管Q3的基极经电阻R7连接第一电源电压VDD端，所述三极管Q3的集电极经防静电保护管ZD1接地，

进一步地，所述三极管Q2经电阻R5连接第二电源电压VDD1端，所述三极管Q2的发射极依次经电阻R3和二极管D2连接第二电路电压VCC端，所述三极管Q4的集电极经防静电保保护管ZD2接地。

进一步地，所述三极管Q1和所述三极管Q2可用二极管D3和二极管D4代替。

有益技术效果：

本发明公开一种单总线通讯电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，第一数据接收端RX连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极连接第一电源电压VDD端，所述三极管Q1的发射极连接所述三极管Q3的集电极，同时，所述三极管Q1的发射极连接第一电路电压VCC端，第一数据发送端TX连接所述三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的基极连接第一电源电压VDD端，三极管Q3的集电极接地；所述第二数据接收端RX1连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接第二电源电压VDD1端，同时，所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q2的发射极连接所述三极管Q4的集电极，同时，所述三极管Q2的发射极连接第二电路电压VCC1端，第二数据发送端TX1连接所述三极管Q4的发射极，所述三极管Q4的集电极接地；所述三极管Q1的发射极连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q3的集电极连接所述三极管Q4的集电极，解决了传统通讯电路连接时如果两个设备UART电平范围不一致时需要电平转换后再连接导致的电路结构复杂、生产成本增加的问题，使得通讯电路可以兼容不同的通讯电平电压，且具有较好的抗噪声和干扰性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为传统的通讯电路连接方式。

图2为本发明实施例一所述的一种单总线通讯电路的结构图；

图3为本发明实施例二所述的一种单总线通讯电路的结构图；

图4为ASCII”W”的传输实例示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

实施例一：

本发明公开一种单总线通讯电路，参见图1，单总线通讯电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，具体地，第一数据接收端RX连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极经电阻R1连接第一电源电压VDD端，三极管Q1的发射极连接三极管Q3的集电极，同时，三极管Q1的发射极依次经电阻R2和二极管D1连接第一电路电压VCC端，三极管Q3的基极经电阻R7连接第一电源电压VDD端，三极管Q3的发射极连接第一数据发送端TX，三极管Q3的集电极经TVS防静电保护管ZD1接地，同时，三极管Q3的集电极依次经电阻R4和电阻R6连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接第二数据接收端RX1，三极管Q2的基极经电阻R5连接第二电源电压VDD1端，同时，三极管Q2的基极连接三极管Q4的基极，三极管Q2的发射极依次就能够电阻R3和二极管D2连接第二电路电压VCC1端，同时，三极管Q2的发射机连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极经电阻R5连接第二电源电压VDD1端，三极管Q4的集电极经TVS防静电保护管ZD2接地，三极管Q4的发射极连接第二数据发送端TX1，三极管Q1的发射极和三极管Q3的集电极依次经电阻R4和电阻R6连接三极管Q2的发射极和三极管Q4的集电极。

作为本发明的一个实施例，三极管Q1、三级管Q2、三极管Q3和三极管Q4均为NPN型三极管，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4的作用为开关。

本发明公开的一种单总线通讯电路中，电阻R2和电阻R4均为限流电阻，二极管D1和二极管D2均为反向钳位保护二极管，ZD1和ZD2均为TVS防静电保护管，电阻R1、电阻R5和电阻R7均为基极电阻，第一数据发送端TX和第一数据接收端RX最高电平为第一电源电压VDD，第二数据发送端TX1和第二数据接收端RX1最高电平为第二电源电压VDD1，当第一电路电压VCC与第二电路电压VCC1电平不同时，电阻R2、电阻R4、电阻R6和电阻R3进行限流分压，使得第一电路电压VCC和第二电路电压VCC1电平相等。

本发明公开的一种单总线通讯电路的具体工作原理为：

一般来说，常规的串口在无数据传输时，串口总线上为高电平，当有数据传输时，首先会拉低一个时钟周期，作为Start Bit，后面跟随需要传输的数据，数据长度是双方约定好的，最后可以跟随一个校验位，用一个拉高的时钟周期来表示数据传输完成，作为StopBit，然后总线继续处于高电平状态。

以发送ASCII“W”(1010111)为例，参见图4，详细叙述本发明公开的单总线通讯电路的工作过程，第一数据接收端RX、第二数据接收端RX1、第一数据发送端TX和第二数据发送端TX1在空闲状态为高电平状态；当第一数据发送端TX为低电平时，三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3工作在放大区，三极管Q4工作在截止区，ONE LINE BUS总线电平由三极管Q3拉低，此时第二数据接收端RX1电平与总线电平保持一致；当第一数据发送端TX为高电平时，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4都工作在截止区，ONE LINE BUS总线为高电平，此时第二数据接收端RX1电平和总线电平保持一致。

实施例二：

实施例一种的三极管Q1和三极管Q2可以用二极管D3和二极管D4来代替，具体地，参见图3，第一数据接收端RX经二极管D3连接三极管Q3的集电极，同时，第一数据接收端RX依次经二极管D3、电阻R2和二极管D1连接第一电路电压VCC端，三极管Q3的基极经电阻R7连接第一电源电压VDD端，三极管Q3的发射极连接第一数据发送端，三极管Q3的集电极经TVS防静电保护管ZD1接地，同时，三极管Q3的集电极依次经电阻R4和电阻R6连接二极管D4的阴极和三极管Q4的集电极，第二数据接收端连接二极管D4的阳极，同时，二极管D4的阴极依次经电阻R3和二极管D2连接第二电路电压VCC1端，三极管Q4的基极经电阻R5连接第二电源电压VDD1端，三极管Q4的发射极连接第二数据发送端TX1，三极管Q4的集电极经TVS防静电保护管ZD2接地，同时，三极管Q4的集电极依次经电阻R6和电阻R4连接二极管D3的阴极和三极管Q3的集电极。

本实施例的工作原理与实施例一相同，这里不再赘述。

本发明公开的一种单总线通讯电路，可以兼容不同的通讯电平电压，并且减少一根通讯线，且具有良好的抗噪声干扰性，长距离传输能力和多点传输能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。