一种MBUS主机收发电路的制作方法

本实用新型涉及数据通信领域，特别是MBUS主机收发电路。

背景技术：

MBUS，全称Meter-Bus，是用一对导线传输串行数据的仪表总线，总线系统由挂接在总线上的一个主机和一系列从机组成，可以满足公用事业仪表的组网和远程抄表的需要，同时还可以满足仪表远程供电或电池供电系统的特殊要求，非常适合公用事业仪表的可靠、低成本组网要求。中国城镇建设行业标准CJ/T188《户用计量仪表数据传输技术条件》规定了以下要求：主机发送逻辑0，对应总线电压高于12V，主机发送逻辑1，对应总线电压不高于42V且比逻辑0时高10V以上；主机接收逻辑1时，MBUS总线上的电流视总线接入的从机数量而定，每个从机不大于1.5mA，主机接收逻辑0时，总线电流比逻辑1时大11~20mA。

目前从机收发电路一般采用美国德州仪器的集成电路TSS721或与之类似的专用电路，而主机收发电路功能种类繁多、带负载能力选择多样，收发电路的特性需要相互配合，没有专用的集成电路，以美国德州仪器推荐的电路为例，需要TLE2301、TLE2021、LM393等通用集成电路协同组成，虽然该例功能完善但电路复杂且昂贵，因其接收电流取样电阻阻值较高达27欧姆，使得接收电路只用一个比较器和几个无源元件组成，简单有效但不具有普遍性；如申请号CN201220015969.2的实用新型《一种MBUS主控数据发送电路》和申请号CN201220016531.6的实用新型《一种MBUS主控数据接收电路》是一对收发电路，其发送电路采用了三端可调稳压集成电路，接收电路采用了二极管与运算放大器配合的解码电路，比较简洁，但该接收电路必须采用较大的取样电阻，使发送电路的效率和带载能力受到限制；再如申请号201320608031.6的实用新型《一种MBUS解码电路》，为提高发送电路的效率和带载能力且保持发送电路简单，而减小取样电阻阻值到10欧姆以下，但这又使接收电路变得复杂，使用了3个运放和十多个无源元件。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术不足，提供一种高效率且简单可靠的主机收发电路，具体技术方案如下：

一种MBUS主机收发电路，其特征在于，包括：发送驱动单元、动态稳流单元、取样电阻、接收解码单元，其中：发送驱动单元与串口发送端和取样电阻相接，将串口发送端的信号放大后通过取样电阻驱动MBUS总线；动态稳流单元并联在取样电阻上，稳定取样电阻上的电流值，同时其具有较大的动态电阻，对取样电阻两端的动态电阻影响可忽略；接收解码单元与MBUS总线连接，从MBUS总线上获取信号并转换解码后送到串口接收端。

所述发送驱动单元由发射极跟随器为核心构成，其发射极接取样电阻，通过取样电阻驱动MBUS总线，集电极接主电源，基极接分压电阻，受控于串口发送端。

所述动态稳流单元由三极管和RC延时电路构成，取样电阻高电平端经RC延时电路接到三极管基极，三极管集电极与发射极分别接取样电阻的高低电平端，当取样电阻上的电压降较大时，三极管可分流部分电流，同时因RC延时电路的作用，三极管电流不会快速变化，对取样电阻两端的动态电阻影响可忽略。

所述接收解码单元由电压比较器为核心构成，其反相输入端电压由二极管从总线取得，并有接地电容稳定，其同相输入端电压由电阻从总线取得，使得稳态时同相输入端电压高于反相输入端电压，而在总线接收逻辑0信号时相反，进而使比较器输出总线逻辑信号给串口接收端。

优选地，所述电压比较器采用通用集成电路，其电源直接取自整机主电源。

优选地，所述取样电阻的阻值不小于25欧姆。

本实用新型的有益效果是，在增加发送驱动能力的同时，保持较大的采样电阻阻值，使接收电路简洁可靠且成本低廉，同时保持发送电路的高效率和简洁可靠；接收解码单元的电压比较器采用通用集成电路，电源直接取自主电源，使整机电源简化，可靠性提高，为实际应用提供了一种优质的选择。

附图说明

图1是实施例的收发电路原理框图。

图2是实施例的发送电路原理图。

图3是实施例的接收电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示MBUS主机收发电路框图，MBUS总线的一线接取样电阻R0的低电平端，另一线接系统地；发送驱动单元连接串口发送端/TX和取样电阻R0的高电平端，将串口发送端/TX的信号放大后通过取样电阻R0驱动MBUS总线；动态稳流单元并联在取样电阻R0上，限制取样电阻上的电压降幅度，同时保持取样电阻的动态电阻值基本不变；接收解码单元与取样电阻R0的低电平端连接，从MBUS总线上获取信号并转换解码后送到串口接收端RX。

图2为发送电路原理图，包括取样电阻R0，发送驱动单元的Q1、Q2、R3、R4、R5，动态稳流单元的Q3、R1、R2、C1。当串口发送端/TX电平为低时，Q2截止，V1电平接近VCC约32V，相应于主机发送逻辑1；串口发送端/TX电平为高时，Q2导通，V1电平接近R3、R4对VCC的分压约20V，相应于主机发送逻辑0；当总线负载改变时，射极跟随器Q1的输出电压V1基本不变；当总线负载较重，R0上压降超过1V时，Q3逐渐导通分流R0上的电流，由于C1的存在，Q3的集电极电流不会跟随R0压降的快速变化，具有较大的动态电阻，对取样电阻两端的动态电阻影响可忽略；因动态稳流单元的加入，使R0可取较大阻值，有利于接收电路工作，同时不会损失过多驱动电压和整机效率，并保持发送电路的简洁可靠，而且从机数量增加较多时，只需提高电源功率，无需改变电路参数。当R0阻值选择30欧姆且总线上的从机数量100个时，R0上的稳态压降不大于2V，此时V2约为30V。

图3为接收电路原理图，包括电压比较器CP1、肖特基二极管D1、电容C2、电阻R6、R7、R8。总线稳态时，相应于总线接收逻辑1，V2经D1、R7对C2充电到电压V4≈V2－0.25V，R8的阻值远大于R7，对V4电压影响可忽略，CP1的反相端电平V4，同相端电平V3≈V2＞V4，CP1输出高；总线接收传号时，相应于总线接收逻辑0，V2有一快速下降，幅度约为15mA电流在R0上的压降，如前所做选择R0为30欧姆，则V2和V3下降幅度为0.45V，而V4因C2的存在保持基本不变，使V3低于V4，CP1输出低，完成接收解码操作。接收灵敏度主要由D1正向压降决定，稳定可靠通过上述方式，本实用新型实施例的MBUS主机收发电路。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。