专利名称：单片机通讯电路及通讯方法
技术领域：
本发明涉及一种单片机通讯电路、单片机系统和单片机通讯方法。
背景技术：
现有技术中的单片机通讯通常用的方案是四线通讯法，如图1所示，单片机MCUl 和MCU2之间是利用电源线VCC、地线GND、时钟线CLK和数据线SDA四条线进行通讯。其缺 点是所用通讯线路较多，在单片机通讯距离很远的情况下成本较高。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种使用通讯线路少、成本低 的单片机通讯电路、单片机系统和单片机通讯方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种单片机通讯电路，用于第一单片机和第二单片机之间的通讯，所述单片机通 讯电路包括第一电源线、第二电源线、第一开关器件、第二开关器件和第二供电电容，外部 电源通过所述第一电源线耦合到所述第一单片机的电源输入端，并通过所述第二电源线耦 合到所述第二单片机的电源输入端，所述第一单片机和所述第二单片机的信号输入端耦合 到所述第二电源线，所述第一单片机的信号输出端耦合到所述第一开关器件的控制端，所 述第一开关器件耦合到所述第二电源线且配置成所述第一开关器件开通时将所述第二电 源线拉至设定的低电平，所述第二单片机的信号输出端耦合到所述第二开关器件的控制 端，所述第二开关器件耦合到所述第二电源线且配置成所述第二开关器件开通时将所述第 二电源线拉至设定的低电平，所述第二供电电容与所述第二单片机并联地连接所述第二电 源线。优选地，所述第一开关器件为第一三极管，所述第一三极管的基极连接所述第一 单片机的信号输出端，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接所述 第二电源线。所述第二开关器件为第二三极管，所述第二三极管的基极连接所述第二单片机的 信号输出端，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极连接所述第二电源 线。所述第二单片机的电源输入端连接到所述第二电源线的线路上设置有第二二极 管，所述第二二极管的阴极连接所述第二单片机的电源输入端。所述第一单片机和所述第二单片机的信号输入端为单片机的外部中断接口，所述 第一单片机和所述第二单片机的信号输出端为单片机的I/O接口。还包括与所述第二供电电容并联连接的第二滤波电容。 还包括第一供电电容，所述第一供电电容与所述第一单片机并联地连接所述第一 电源线。 还包括与所述第一供电电容并联连接的第一滤波电容。
一种单片机系统，包括至少两个单片机和连接所述至少两个单片机的单片机通讯 电路，其特征在于，所述单片机通讯电路为如权利要求1至8中任一项所述的单片机通讯电
路。一种单片机通讯方法包括以下步骤a.第一单片机和第二单片机之间无通讯时，外部电源通过第一电源线给所述第一 单片机供电，通过第二电源线给所述第二单片机供电并对第二供电电容充电；b.在所述第一单片机向所述第二单片机发送信号时，所述第一单片机输出的信号 通过控制第一开关器件的通断，将所述第二电源线的电平信号调制成相应的高低电平信号 波形，并传输给所述第二单片机，在所述第二单片机接收低电平信号时由所述第二供电电 容的放电给所述第二单片机供电；c.在所述第二单片机向所述第一单片机发送信号时，所述第二单片机输出的信号 通过控制第二开关器件的通断，将所述第二电源线的电平信号调制成相应的高低电平信号 波形，并传输给所述第一单片机，在所述第一单片机接收低电平信号时由所述第二供电电 容的放电给所述第二单片机供电。本发明有益的技术效果是采用本发明的单片机通讯电路，单片机之间仅利用电源线VCC和地线GND就能进 行通讯，与现有的单片机通讯电路相比，本发明所用通讯线路更少，在单片机通讯距离很远 的情况下，通讯线路成本降低尤其显著。
图1为现有的利用四线通讯的单片机通讯电路原理图；图2为本发明单片机系统及单片机通讯电路一个实施例的原理图；图3为图2中A点的传输信号时的参考波形示意图。
具体实施例方式以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。图2展示了本发明单片机系统的一个实施例，该单片机系统包括第一单片机 MCU1、第二单片机MCU2和连接第一单片机MCUl和第二单片机MCU2的单片机通讯电路。在 本实施例中，单片机通讯电路包括第一电源线Linel、第二电源线Line2、第一开关器件、第 二开关器件和第二供电电容E4，其中，外部电源V通过第一电源线Linel耦合到第一单片机 MCUl的电源输入端VCC，并通过第二电源线Line2耦合到第二单片机的电源输入端VCC，第 一单片机MCUl和第二单片机的信号输入端耦合到第二电源线Line2，第一单片机MCUl的信 号输出端耦合到第一开关器件的控制端，第一开关器件耦合到第二电源线且配置成第一开 关器件开通时将第二电源线拉至设定的低电平，第二单片机的信号输出端耦合到第二开关 器件的控制端，第二开关器件耦合到第二电源线且配置成第二开关器件开通时将第二电源 线拉至设定的低电平，第二供电电容与第二单片机并联地连接第二电源线。与常规的单片 机通讯电路相比，本实施例的单片机通讯电路只用电源线和地线就实现第一、二单片机通 讯，省去了 CLK时钟线和SDA数据线，在通讯距离较远的情况下可大大节省成本。其中，第一单片机和第二单片机的信号输入端可以采用单片机的外部中断接口INT，第一单片机和第二单片机的信号输出端可以采用两个单片机的输入/输出接口即I/O 口 1 和 I/O 口 2。在优选的实施例中，第一开关器件为第一三极管Q3，第一三极管Q3的基极通过电 阻R3连接第一单片机MCUl的信号输出端，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的 集电极连接第二电源线Line2 ；第二开关器件为第二三极管Q4，第二三极管Q4的基极通过 电阻R5连接第二单片机MCU2的信号输出端，第二三极管Q4的发射极接地，第二三极管Q4 的集电极连接第二电源线Line2。在优选的实施例中，单片机通讯电路还包括第二二极管D2，其设置在第二单片机 的电源输入端VCC连接到第二电源线Line2的线路上，其中，第二二极管D2的阴极连接第 二单片机的电源输入端VCC。在优选的实施例中，单片机通讯电路还包括第一供电电容E3，第一供电电容与E3 第一单片机并联地连接第一电源线Line 1。更优选地，在第一供电电容E3两端还并联连接 有第一滤波电容Cl，在第二供电电容E4两端还并联连接有第二滤波电容C2。第一供电电 容E3和第二供电电容E4可采用电解电容。下面介绍图2所示的实施例的工作原理。1)第一单片机MCUl和第二单片机MCU2之间无通讯时第一单片机的信号输出端I/O 口 1和第二单片机的信号输出端I/O 口 2都为低 电平，外面输入电源ν通过第一电源线Linel给第一单片机MCUl供电，并通过第二电源线 Line2经由电阻Rl和第二二极管D2给第二单片机MCU2供电，同时对第二供电电容E4充 H1^ ο2)第一单片机MCUl向第二单片机MCU2发送信号时第一单片机MCUl的信号由信号输出端I/O 口 1输出至第一三极管Q3，控制第一三 极管Q3根据该信号导通或关断，第一三极管Q3导通时，将第二电源线Line2的电平拉低至 地的电位，即在A点形成低电平，第一三极管Q3关断时，第二电源线Line2的电平保持为外 部电源的输入电压，例如+5V，即在A点形成高电平，所形成的高低电平波形信号从A点经电 阻R4进入第二单片机MCU2的外部中断接口 INT，第二单片机MCU2接收到第二单片机MCUl 发来的信号。此时，第二单片机MCU2的信号输出端I/O 口 2为低电平，第一单片机MCUl的外部 中断接口 INT关闭。图3示意性展示了 A点在传输信号时的参考波形。在第一单片机MCUl向第二单 片机MCU2传输信号的过程中，当第二电源线Line2为低电平的状态时，由第二供电电容E4 对MCU2系统供电。3)第二单片机MCU2向第一单片机MCUl发送信号时第二单片机MCU2的信号由信号输出端I/O 口 2输出至第二三极管Q4，控制第二三 极管Q4根据该信号导通或关断，第二三极管Q4导通时，将第二电源线Line2的电平拉低至 地的电位，即在A点形成低电平，第二三极管Q4关断时，第二电源线Line2的电平保持为外 部电源的输入电压，例如+5V，即在A点形成高电平，所形成的高低电平波形信号从A点经电 阻R2进入第一单片机MCUl的外部中断接口 INT，第一单片机MCUl接收到第二单片机MCU2 发来的信号。
此时，第一单片机MCU2的信号输出端I/O 口 1为低电平，第二单片机MCU2的外部 中断接口 INT关闭。图3示意性展示了 A点在传输信号时的参考波形。在第一单片机MCUl向第二单 片机MCU2之间传输信号的过程中，当第二电源线Line2为低电平的状态时，由第二供电电 容E4对第二单片机MCU2系统供电。在另一方面，本发明还提供一种单片机通讯方法，在一种实施例中，该单片机通讯 方法包括以下步骤a.第一单片机MCUl和第二单片机MCU2之间无通讯时，外部电源通过第一电源线 给第一单片机供电，通过第二电源线给第二单片机供电并对第二供电电容E4充电；b.在第一单片机MCUl向第二单片机MCU2发送信号时，第一单片机MCUl输出的信 号通过控制第一开关器件的通断，将第二电源线Line2的电平信号调制成相应的高低电平 信号波形，并传输给第二单片机MCU2，在第二单片机MCU2接收低电平信号时利用第二供电 电容E4给第二单片机MCU2供电；c.在第二单片机MCU2向第一单片机MCUl发送信号时，第二单片机MCU2输出的信 号通过控制第二开关器件的通断，将第二电源线Line2的电平信号调制成相应的高低电平 信号波形，并传输给第一单片机MCU1，在第一单片机MCUl接收低电平信号时利用第二供电 电容E4给第二单片机MCU2供电。
本方法更具体实施例的内容可参考对如图2所示的单片机通讯电路实施例的描 述，不再赘述。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种单片机通讯电路，用于第一单片机和第二单片机之间的通讯，其特征在于，所述单片机通讯电路包括第一电源线、第二电源线、第一开关器件、第二开关器件和第二供电电容，外部电源通过所述第一电源线耦合到所述第一单片机的电源输入端，并通过所述第二电源线耦合到所述第二单片机的电源输入端，所述第一单片机和所述第二单片机的信号输入端耦合到所述第二电源线，所述第一单片机的信号输出端耦合到所述第一开关器件的控制端，所述第一开关器件耦合到所述第二电源线且配置成所述第一开关器件开通时将所述第二电源线拉至设定的低电平，所述第二单片机的信号输出端耦合到所述第二开关器件的控制端，所述第二开关器件耦合到所述第二电源线且配置成所述第二开关器件开通时将所述第二电源线拉至设定的低电平，所述第二供电电容与所述第二单片机并联地连接所述第二电源线。
2.如权利要求1所述的单片机通讯电路，其特征在于，所述第一开关器件为第一三极 管，所述第一三极管的基极连接所述第一单片机的信号输出端，所述第一三极管的发射极 接地，所述第一三极管的集电极连接所述第二电源线。
3.如权利要求1或2所述的单片机通讯电路，其特征在于，所述第二开关器件为第二三 极管，所述第二三极管的基极连接所述第二单片机的信号输出端，所述第二三极管的发射 极接地，所述第二三极管的集电极连接所述第二电源线。
4.如权利要求1或2所述的单片机通讯电路，其特征在于，所述第二单片机的电源输入 端连接到所述第二电源线的线路上设置有第二二极管，所述第二二极管的阴极连接所述第 二单片机的电源输入端。
5.如权利要求1或2所述的单片机通讯电路，其特征在于，所述第一单片机和所述第二 单片机的信号输入端为单片机的外部中断接口，所述第一单片机和所述第二单片机的信号 输出端为单片机的I/O接口。
6.如权利要求1或2所述的单片机通讯电路，其特征在于，还包括与所述第二供电电容 并联连接的第二滤波电容。
7.如权利要求1或2所述的单片机通讯电路，其特征在于，还包括第一供电电容，所述 第一供电电容与所述第一单片机并联地连接所述第一电源线。
8.如权利要求7所述的单片机通讯电路，其特征在于，还包括与所述第一供电电容并 联连接的第一滤波电容。
9.一种单片机系统，包括至少两个单片机和连接所述至少两个单片机的单片机通讯电 路，其特征在于，所述单片机通讯电路为如权利要求1至8中任一项所述的单片机通讯电 路。
10.一种单片机通讯方法，其特征在于，包括以下步骤a.第一单片机和第二单片机之间无通讯时，外部电源通过第一电源线给所述第一单片 机供电，通过第二电源线给所述第二单片机供电并对第二供电电容充电；b.在所述第一单片机向所述第二单片机发送信号时，所述第一单片机输出的信号通 过控制第一开关器件的通断，将所述第二电源线的电平信号调制成相应的高低电平信号波 形，并传输给所述第二单片机，在所述第二单片机接收低电平信号时由所述第二供电电容 的放电给所述第二单片机供电；c.在所述第二单片机向所述第一单片机发送信号时，所述第二单片机输出的信号通过控制第二开关器件的通断，将所述第二电源线的电平信号调制成相应的高低电平信号波 形，并传输给所述第一单片机，在所述第一单片机接收低电平信号时由所述第 二供电电容 的放电给所述第二单片机供电。
全文摘要
本发明公开了一种单片机通讯电路，包括第一电源线、第二电源线、第一开关器件、第二开关器件和第二供电电容，外部电源通过第一电源线耦合到第一单片机的电源输入端，并通过第二电源线耦合到第二单片机的电源输入端，第一单片机和第二单片机的信号输入端耦合到第二电源线，第一单片机的信号输出端耦合到第一开关器件的控制端，第一开关器件耦合到第二电源线且配置成第一开关器件开通时将第二电源线拉至设定的低电平，第二单片机的信号输出端耦合到第二开关器件的控制端，第二开关器件耦合到第二电源线且配置成第二开关器件开通时将第二电源线拉至设定的低电平，第二供电电容与第二单片机并联地连接第二电源线。还公开了一种单片机通讯方法。使用本发明单片机通讯所用线路少，成本低。
文档编号G06F15/163GK101826069SQ20101015550
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者古远东, 邬明贵 申请人:深圳市英唐电气技术有限公司