专利名称：一种总线传输系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据传输技术，特别涉及一种功率总线传输系统。
背景技术：
总线传输是数据远距离传输的一种技术，在工业控制、数据通信等领域应用普遍。 现有技术中比较常见的有RS-232、RS-485/422等。现有技术的总线传输系统结构，一般包 括总线控制器及其通过传输线(或称为总线)与总线控制器连接的终端设备。总线控制器 通过传输线向终端设备发送控制信号，并接收终端设备的回码信号，终端设备通过传输线 接收总线控制器发送的控制信号，并向总线控制器传输回码信号。这些总线传输系统中，总 线控制器和终端设备一般都采用专用的编解码芯片，如果需要总线控制器向终端设备提供 工作电流，一般还需要布置专用的电源传输线路。现有技术的总线传输系统结构复杂、成本 高、不能通过传输线提供工作电流的缺点，使其应用范围受到了限制，不适合一些特殊场合 的应用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的总线传输系统的上述缺 点，提供一种总线传输系统，降低系统成本，并通过传输线向终端设备提供工作电流。本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种总线传输系统，包括总线 控制器及其通过传输线与总线控制器连接的终端设备，所述总线控制器通过传输线向终端 设备发送控制信号，接收终端设备的回码信号；所述终端设备通过传输线接收总线控制器 发送的控制信号，向总线控制器传输回码信号；其特征在于，所述总线控制器包括中央处理 单元、总线编码器、总线解码器和驱动电路，所述中央处理单元通过总线解码器接收终端设 备的回码信号，所述中央处理单元顺序通过总线编码器、驱动电路向终端设备发送控制信 号，所述驱动电路与电源连接，通过传输线向终端设备提供工作电流；进一步的，所述总线控制器还包括保护电路，所述保护电路连接在传输线和总线 控制器之间；具体的，所述保护电路由输入保护电路和输出保护电路构成；具体的，所述输入保护电路由第一电阻、第二电阻和第二瞬变二极管构成，所述第 一电阻串联在传输线上，所述第二瞬变二极管阳极接地，阴极接传输线，所述第二电阻与第 二瞬变二极管并联；所述输出保护电路由限流器和第一瞬变二极管构成，所述限流器串联 在传输线上，所述第一瞬变二极管阳极接地，阴极接传输线；具体的，所述终端设备为气体探测器；具体的，所述气体探测器包括控制器、编解码器和探测器电源，所述编解码器连接 传输线，接收信号和传输信号，所述控制器与编解码器连接；探测器电源连接传输线，接收 传输线的电流；具体的，所述驱动电路由中功率三极管、隔离二极管及偏置电阻构成；所述中功率三极管基极接隔离二极管阴极；所述隔离二极管阳极与总线编码器连接；所述偏置电阻一 端接离二极管阳极，一端与中功率三极管集电极和电源连接；所述中功率三极管发射极接 传输线。本实用新型的有益效果是，总线控制器可以通过传输线向终端设备提供工作电 流，无须专用的电源传输线路，降低了系统成本。本实用新型的总线传输系统通信误码率 低，数据传输可靠，传输线可以采用普通的铜芯线，传输距离可以达到2. 7km。
图1是实施例的系统结构示意图；图2是信号传输示意图；图3是总线编码器结构示意图；图4是驱动电路结构示意图；图5是总线解码器结构示意图；图6是保护电路结构示意图；图7是编解码器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型的总线传输系统，主要用于总线控制器与终端设备的远程数据传输， 该总线传输系统采用主从控制方式，实现总线控制器与终端设备之间的实时数据通讯，并 可为终端设备提供一定工作电流，实现总线供电。实施例本例以气体探测器作为终端设备，描述总线传输系统的技术方案。本例总线传输 系统包括总线控制器及其通过传输线与总线控制器连接的其他探测器，如图1所示。本例 的总线控制器包括中央处理单元、总线编码器、总线解码器和驱动电路。中央处理单元输出 的控制信号经过总线编码器转换成控制码，然后通过驱动电路进行隔离、放大向连接在传 输线上的气体探测器发送控制码，参见图2。本例驱动电路还与电源连接，可以通过传输线 向气体探测器提供工作电流。为了保护总线控制器，提高传输系统的可靠性，本例总线控制 器还包括保护电路，总线控制器的输入输出信号均通过保护电路进行传输。下面描述总线传输系统中的主要电路构成。本例的总线编码器结构见图3。TO为逻辑反向器、D4为稳压二极管。中央处理单 元输出的控制信号，经反相器U5和稳压二极管D4完成编码，实现电平转换。本例驱动电路由中功率三极管V4、隔离二极管D7、偏置电阻R24构成，如图4所 示。中功率三极管V4基极接隔离二极管D7阴极，隔离二极管D7阳极与总线编码器连接 (即图3中稳压二极管D4的阴极)，偏置电阻R24 —端接离二极管D7阳极，一端与中功率三 极管V4集电极和电源连接，，中功率三极管V4发射极接传输线。该电路为功率射随电路， 除了向传输线发出相应总线编码信号外，还可以通过中功率三极管V4向气体探测器提供 一定的工作电流，连接在传输线上的气体探测器可以通过传输线取电，满足自身工作需求。本例的总线解码器电路结构如图5所示，气体探测器通过传输线发送的回码信号，通过电阻R17输入光电耦合器TO对回码信号进行解码，解码信号经过电阻R16、R19、三 极管VI和电阻R15构成的波形整形电路，向中央处理单元传输回码数据。图6示出了本例的保护电路结构示意图，包括输出保护电路和输入保护电路两部 份。输入保护电路由第一电阻R29、第二电阻R30和第二瞬变二极管D12构成。第一电阻 R29串联在传输线上，第二瞬变二极管D12阳极接地，阴极接传输线，第二电阻R30与第二瞬 变二极管D12并联。输出保护电路由限流器F3和第一瞬变二极管D11构成，限流器F3串 联在传输线上，第一瞬变二极管D11阳极接地，阴极接传输线。本例保护电路中，限流器F3 用于过流保护，当传输线的电流超过保护范围时，自动切断传输线，避免总线短路、气体探 测器故障等原因损坏总线传输系统，第一瞬变二极管D11用于抑制输出端引进的瞬态高电 压脉冲。输入保护电路中，第一电阻R29为输入限流电阻，第二电阻R30为电平抑制电阻， 第二瞬变二极管D12提供电瞬变保护。总线控制器输出信号经F3电流保护后输出到传输 线上，提供一定功率的总线信号，并抑制外部瞬变脉冲，输入总线控制器的信号经电阻R29 限流，电阻R30电平抑制后，转换为安全电平，并通过第二瞬变二极管D12抑制电瞬变脉冲， 输入到总线解码器进行回码解析。本例气体探测器包括控制器、编解码器和探测器电源，参见图2。编解码器连接传 输线，接收信号和传输信号，控制器与编解码器连接，接收编解码器输出的控制信号，并向 编解码器传输回码信号。回码信号经过编码，发送到传输线上。本例的探测器电源也连接 传输线，通过传输线接收电流，为气体探测器供电。图2中的编解码器电路结构如图7所示。该电路由探测器总线整流、探测器同步脉 冲解码、探测器数据解码、探测器总线回码三部份组成，电感L3构成探测器总线整流电路， 减小总线干扰，并保证探测器从传输线取电时不影响总线数据解码。二极管D5、电阻R8、电 容C13、电阻R11、三极管V2和电阻R6构成探测器总线时钟解码电路，由三极管V2集电极 向控制器输出同步时钟脉冲信号。二极管D3、电阻R9、R12、电容C14三极管VI和电阻R5 构成探测器总线数据解码电路，通过三极管VI集电极向控制器输出效数据信号。电阻R4、 R10、光电耦合器U3和二极管D2构成探测器总线回码电路，完成探测器向总线回码数据加 载。二极管D5为同步脉冲门限二极管，三极管V2为同步脉冲解码三极管，通过三极管V2， 得到与总线反相的同步脉冲信号。三极管VI为数据解码三极管，得到与总线反相的数据信 号，光电耦合器U3为回码耦合器，将控制器输入的逻辑控制电平转换为总线回码信号通过 二极管D2发送到传输线上。本实用新型的总线传输系统，采用简单的反相器、光电耦合器及一些分离器件就 可以完成。上述实施例的具体电路仅用于说明本实用新型，并不代表对本实用新型的限定。 本领域技术人员根据上述描述可以采用其他电路实现，其皆属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种总线传输系统，包括总线控制器及其通过传输线与总线控制器连接的终端设备，所述总线控制器通过传输线向终端设备发送控制信号，接收终端设备的回码信号；所述终端设备通过传输线接收总线控制器发送的控制信号，向总线控制器传输回码信号；其特征在于，所述总线控制器包括中央处理单元、总线编码器、总线解码器和驱动电路，所述中央处理单元通过总线解码器接收终端设备的回码信号，所述中央处理单元顺序通过总线编码器、驱动电路向终端设备发送控制信号，所述驱动电路与电源连接，通过传输线向终端设备提供工作电流。
2.根据权利要求1所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述总线控制器还包括保 护电路，所述保护电路连接在传输线和总线控制器之间。
3.根据权利要求2所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述保护电路由输入保护 电路和输出保护电路构成。
4.根据权利要求3所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述输入保护电路由第一 电阻、第二电阻和第二瞬变二极管构成，所述第一电阻串联在传输线上，所述第二瞬变二极 管阳极接地，阴极接传输线，所述第二电阻与第二瞬变二极管并联；所述输出保护电路由限 流器和第一瞬变二极管构成，所述限流器串联在传输线上，所述第一瞬变二极管阳极接地， 阴极接传输线。
5.根据权利要求1 4任意一项所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述终端设备 为气体探测器。
6.根据权利要求5所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述气体探测器包括控制 器、编解码器和探测器电源，所述编解码器连接传输线，接收信号和传输信号，所述控制器 与编解码器连接；探测器电源连接传输线，接收传输线的电流。
7.根据权利要求6所述的一种总线传输系统，其特征在于，所述驱动电路由中功率三 极管、隔离二极管及偏置电阻构成；所述中功率三极管基极接隔离二极管阴极；所述隔离 二极管阳极与总线编码器连接；所述偏置电阻一端接隔离二极管阳极，一端与中功率三极 管集电极和电源连接；所述中功率三极管发射极接传输线。
专利摘要本实用新型涉及一种功率总线传输系统。本实用新型针对现有技术的总线传输系统结构复杂、成本高、不能通过传输线提供工作电流的缺点，公开了一种总线传输系统，控制器可以通过传输线向终端设备提供工作电流，无须专用的电源传输线路，降低了系统成本。本实用新型的技术方案包括总线控制器及其通过传输线与总线控制器连接的终端设备；所述总线控制器包括中央处理单元、总线编码器、总线解码器和驱动电路，所述中央处理单元通过总线解码器接收终端设备的回码信号，所述中央处理单元顺序通过总线编码器、驱动电路向终端设备发送控制信号，所述驱动电路与电源连接，通过传输线向终端设备提供工作电流。本实用新型主要用于数据的远程传输。
文档编号G05B19/418GK201628861SQ20102012970
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者何柳 申请人:成都安可信电子股份有限公司