专利名称：半双工通讯收发控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半双工通讯收发控制装置及方法。
(二)
背景技术：
当前各种现场总线应用领域，如中央空调计费，消防报 警，三表集抄等应用领域，普遍采用半双工的现场总线，如采用RS485总线等 现场总线。半双工总线有一个特点和要求，同一时刻只能有一台设备向总线发 送数据，因此，任意总线设备在不响应主机通讯命令时必须处于接收状态，才 能保障总线的无冲突和通讯的可靠性。由于现场复杂的情况，在现场总线施工、 调试和后期使用中，出现总线因长期占用导致网络瘫痪一直是困扰技术开发和 现场维护工作人员的问题，单元网络中只要有一个节点因故障处于发送状态，总 线就会长期占用，导致该单元半双功通讯网络瘫痪。而在调试和维护中査找故障 节点需要消耗大量人力、物力和时间。如果故障点处于接收状态则不会占用总 线，也不会影响整个网络，这时排查故障节点的工作量就会大幅度降低，工作人 员可以直接针对故障节点进行定点检査。
针对上述问题，以前技术上常用的做法是在设备的通讯上加保护，例如选 用高标准的通讯芯片，加光电隔离，加防雷管等等措施。但是在实际应用中经 常出现这样的情况由于半双工通讯总线对从机的收发控制要求比较严格，采 用单一的高低电平收发控制电路，当节点程序出现死机或硬件故障而一直输出 单一 电平时，收发控制脚控制信号变化随CPU控制脚输出的的高电平或低电平， 一旦输出的电平控制通讯模块处于发送状态就会长期占用总线而影响总线的通 讯。由于系统设备的死机，使得收发控制处于随机状态， 一直或间隔的对总线 干扰往往会造成网络瘫痪，造成网络瘫痪的几率还相当大。因此，即使采取上 述措施仍然存在很大的通讯安全隐患。
(三)
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，设计制造出一种成本较低，具有高抗干 扰性的半双工通讯收发控制装置及半双工通讯收发控制方法。
本发明采用的技术方案
一种半双工通讯收发控制装置，含有为其提供工作电源的电源模块，中央 处理器以及通讯模块，通讯模块和中央处理器的串行通讯接口对应连接，在中 央处理器和通讯模块之间连接有收发控制电路，所述收发控制电路的控制输入 接口C0M—C0NT1、 COM—C0NT2连接中央处理器的控制I/0输出接口，收发控制电 路的输出控制接口 CONTJ)UT连接通讯模块的接收/发送控制接口。收发控制电 路根据中央处理器的控制I/O输出接口输出唯一的特定电平才执行发送控制， 即只有中央处理器的控制I/O同时输出唯一的反向电平时,通讯模块才处于发送 状态,其它电平状态收发控制模块均处于接收状态，最大限度的保证总线不会为 故障设备长期占用导致无法通讯。
所述的半双工通讯收发控制装置，收发控制电路采用光电隔离电路，通讯 模块采用RS485通讯电路，光电隔离电路中光电耦合器的两个输入端分别对应 连接中央处理器的两个或两组控制I/0输出接口，光电耦合器的输出端CONT—OUT 连接RS485通讯电路中集成电路芯片MAX487的接收/发送控制接口
所述的半双工通讯收发控制装置，收发控制电路采用晶体三极管控制电路， 两个耦合连接的晶体三极管其控制基极分别对应连接中央处理器的两个或两组 控制I/0输出接口， NPN晶体三极管的集电极接电源，PNP晶体三极管的集电极 输出端CONT_OUT连接通讯模块集成电路芯片MAX487的接收/发送控制接口 。
所述的半双工通讯收发控制装置，收发控制电路采用集成运算放大器和与 门逻辑电路，采用两个运算放大器构成两个比较器，其中一个比较器的同相输 入端和另一个比较器的反相输入端分别对应连接中央处理器的两个或两组控制 工/0输出接口，两个比较器的输出端分别接入一与门逻辑电路的两个输入端，与 门逻辑电路的输出端CONT—OUT连接通讯模块集成电路芯片區X487的接收/发送 控制接口。
所述的半双工通讯收发控制装置，不仅对MAX487通讯模块有效，对其它 产品如MAX485、 SP485、 SP487、 SN75176等构成模块同样有效，可适用于所 有的半双工通讯总线的收发控制。
一种含有所述半双工通讯收发控制装置的半双工通讯收发控制方法，其中
半双工通讯收发控制装置的通讯模块和中央处理器的串行通讯接口对应连接，
中央处理器和通讯模块之间连接的收发控制电路的控制输入接口 COM—C0NT1、 C0M_C0NT2连接中央处理器的两个或两组1/0控制输出接口，收发控制电路的输 出控制接口 CONT—OUT连接通讯模块的接收/发送控制接口，所述半双工通讯收 发控制装置接入半双工总线通讯设备中，只有在半双工通讯收发控制装置的中 央处理器的两个或两组I/O控制输出接口输出唯一组合的反向电平时，其中的 收发控制电路才输出发送状态控制电平，通讯模块处于发送状态，实现半双工 总线通讯设备的上行通讯。
所述的半双工通讯收发控制方法，收发控制电路在输入非前述唯一组合的 反向电平信号时均输出接收状态控制电平，半双工总线通讯设备处于数据接收 状态，以保证通讯总线不会因为设备出现故障而被长期占用。
所述的半双工通讯收发控制方法，在半双工总线通讯设备出现故障的情况 下，所述半双工通讯收发控制装置的中央处理器响应所述故障信号，通过其两 个或两组I/O控制输出接口输出非前述唯一组合的反向电平信号，使收发控制 电路输出接收状态控制电平，半双工通讯设备处于数据接收状态，以保证通讯 总线不会因为设备出现故障而被长期占用。
本发明的积极有益效果-
1、 本发明半双工通讯收发控制方法及装置，对半双工通讯总线的可靠稳定 运行提供有效支持，在现场半双工通讯总线的实际应用中，可以大大提高网络 的稳定性，大幅度降低调试和维护的成本。本发明收发控制装置可以嵌入到任 何一种半双工通讯设备的电路中，实现相同效果的通讯收发控制，为半双工通 讯总线在其它方面可靠有效的应用提供的一个有效低廉解决方案。
2、 本发明半双工通讯收发控制装置，电路设计合理，简单实用，成本低， 使用维修方便，可以实现可靠的半双工通讯，具有极好的推广应用价值。
图l:半双工通讯控制装置示意图
图2:半双工通讯控制装置收发控制电路之一
图3:半双工通讯控制装置收发控制电路之二图4:半双工通讯控制装置收发控制电路之三
图5:半双工通讯控制装置CPU控制电路
图6:半双工通讯控制装置通讯和电源电路
图7:半双工通讯控制装置的另一种实施方式 具体实施例方式
实施例一参见图1，本发明半双工通讯收发控制装置，含有电源模块为其 提供工作电源，通讯模块和中央处理器的串行通讯接口对应连接，在中央处理 器和通讯模块之间连接有收发控制电路，所述收发控制电路的控制输入接口
COM—C0NT1、 C0M一C0NT2连接中央处理器的控制I/0输出接口，收发控制电路的 输出控制接口 CONTJ)UT连接通讯模块的接收/发送控制接口。收发控制电路根 据中央处理器的控制I/O输出接口输出的特定的电平信号执行相应的收、发转 换控制。
本实施例具体实施方式
参见图2、图5、图6，收发控制电路采用光电隔离 电路，通讯模块采用RS485通讯电路，中央处理器CPU采用89S52，光电隔离电 路中光电耦合器的两个输入端C0M一C0NT1、 C0M_C0NT2分别对应连接中央处理器 的Pi.o和P2.o接口，光电耦合器的输出端CONTJ)UT连接RS485通讯电路中集成 电路芯片MAX487的接收/发送控制接口 。
图6中J11为电源输入及通讯接口，电源接口向整个电路提供电源。图中 U11为CPU， Ul为光电耦合器，U12为通讯RS485总线通讯主芯片。装置的CPU 通过收发控制电路可以控制通讯的接收和发送。在此实施例中，只有CPU正常 工作且使COM—C0NT1为高、COM—C0NT2为低时，CONTJ)UT输出为高，通讯电路 向外部总线发送数据。CONT一OUT输出为低，通讯电路接收状态。例如芯片坏了， 所有端口全为高或低，此时CONTJ)UT输出为低，节点设备处于接收状态，不会 干扰外部总线。采用光电隔离电路的该方案最为简洁有效。
实施例二参见图l，图3、图5、图6，本实施例收发控制电路采用晶体 三极管控制电路，两个耦合连接的晶体三极管其控制基极分别对应连接中央处 理器的两个或两组控制I/0输出接口， NPN晶体三极管的集电极接电源，PNP晶 体三极管的集电极输出端CONT—OUT连接通讯模块集成电路芯片MAX487的接收/
发送控制接口。图中U11为CPU， TR1和TR2为三极管9013、 9012， U12为通讯 RS485总线通讯主芯片，Jll为电源输入接口。
本实施例与实施例一的区别在于收发控制电路改为三极管控制，此种情况 下原理和功能与实施例一相同，不再复述。这里利用的三极管的饱和工作区， 依此特点达到需要的功能。
实施例三参见图1，图4、图5、图6，本实施例半双工通讯收发控制装 置，收发控制电路采用集成运算放大器和与门逻辑电路，采用两个运算放大器 构成两个比较器，其中一个比较器的同相输入端和另一个比较器的反相输入端 分别对应连接中央处理器的两个或两组控制I/O输出接口，两个比较器的输出 端分别接入一与门逻辑电路的两个输入端，与门逻辑电路的输出端CONT一OUT连 接通讯模块集成电路芯片MAX487的驱动输入接收/发送控制接口。图中Ull为 CPU, U12为通讯RS485总线通讯主芯片，Jll为电源输入接口。本实施例与实 施例一的区别在于收发控制电路改为运算放大器和与门逻辑电路控制。此种情 况下原理和功能与实施例一相同，不在复述。这里利用的运算放大器的典型功 能，构成两个比较器，末端用了一个与门逻辑电路处理信号，按此电路可达到 需要的功能。
实施例四参见图l、图2、图5、图6，本实施例半双工通讯收发控制装 置，与实施例一稍有不同即由中央处理器CPU的一组端口Pl.0 Pl.7共同连接 光电耦合器的输入端C0M一C0NT1;中央处理器CPU的端口 P2.o连接光电耦合器的 另一输入端COM—C0NT2。在此实施例中，只有CPU正常工作且使为Pi.o Pi.7高、 P2.o为低时，CONT—OUT输出为高，通讯电路向外部总线发送数据。其它情况 CONT—OUT输出为低，通讯电路接收状态。例如芯片坏了，所有端口全为高或低， 此时CONT—OUT输出为低，不干扰外部总线。
具体实施过程中，结合图l，可以把图2， 3， 4中的任意一个或几个收发控 制电路的组合嵌入到其它产品的通讯控制电路中，以达到相同的功能，提高半 双工通讯总线的可靠性。
实施例五本实施例半双工通讯收发控制方法，含有所述半双工通讯收发 控制装置，所述半双工通讯收发控制装置的通讯模块和中央处理器的串行通讯
接口对应连接，中央处理器和通讯模块之间连接的收发控制电路的控制输入接
口C0Mj:0NTl、 C0MJ0NT2连接中央处理器的两个或两组I/0控制输出接口，收 发控制电路的输出控制接口 C0NTJ)UT连接通讯模块的接收/发送控制接口，所 述半双工通讯收发控制装置接入半双工总线通讯设备中，只有在半双工通讯收 发控制装置的中央处理器的两个或两组I/O控制输出接口输出唯一组合的反向 电平时，其中的收发控制电路才输出发送状态控制电平，通讯模块处于发送状 态，实现半双工总线通讯设备的上行通讯。
参见图l、图2、图5、图7，由图示功能电路组成以U50为核心器件构成 BUS总线，在此半双工通讯模块中，是半双工通讯但没有收发控制接口，仍然存 在前面阐述的半双工通讯的潜在问题。此实施例中，收发控制电路的控制输出 C0NT_0UT控制通讯模块的发送端口，电路连接为收发控制电路的控制输入接 口 COM—C0NT1、 COM—C0NT2连接中央处理器的控制I/O输出接口 Pi.o和P2.0;收 发控制电路的输出端CONT—OUT通过电阻连接光电耦合器U51的一个输入端 CONT—OUT、光电耦合器的另一个输入端中央处理器的端口 TXD 。光电耦合器U51 的输出端TXD2连接U50的对应接口 TXD2。由此实现只有CPU正常工作且使为 P1.0高、P2.o为低时，CONT—OUT输出为高，光电耦合器U51输入端才能工作，将 端口 TXD的信号同步传送到端口 TXD2处，通过U50向总线发送数据。其它情况 CONT一OUT输出为低，光电耦合器U51输入端不能工作，因此端口 TXD的信号不 能传送到端口TXD2，通讯数据不能传递，达到禁止向总线发送数据目的。
所述的半双工通讯收发控制方法，收发控制电路在输入非前述唯一组合的 反向电平信号时均输出接收状态控制电平，半双工总线通讯设备处于数据接收 状态，以保证通讯总线不会因为设备出现故障而被长期占用；在半双工总线通 讯设备出现故障的情况下，所述半双工通讯收发控制装置的中央处理器响应所 述故障信号，通过其两个或两组I/O控制输出接口输出非前述唯一组合的反向 电平信号，使收发控制电路输出接收状态控制电平，半双工通讯设备处于数据 接收状态，以保证通讯总线不会因为设备出现故障而被长期占用。
权利要求
1、一种半双工通讯收发控制装置，含有电源模块，中央处理器以及通讯模块，通讯模块和中央处理器的串行通讯接口对应连接，其特征是在中央处理器和通讯模块之间连接有收发控制电路，所述收发控制电路的控制输入接口COM_CONT1、COM_CONT2连接中央处理器的控制I/O输出接口，收发控制电路的输出控制接口CONT_OUT连接通讯模块的接收/发送控制接口。
2、 根据权利要求1所述的半双工通讯收发控制装置，其特征是所述收发 控制电路采用光电隔离电路，通讯模块采用RS485通讯电路，光电隔离电路中 光电耦合器的两个输入端分别对应连接中央处理器的两个或两组控制I/O输出 接口，光电耦合器的输出端CONT—OUT连接RS485通讯电路中集成电路芯片 MAX487的接收/发送控制接口。
3、 根据权利要求1所述的半双工通讯收发控制装置，其特征是所述收发 控制电路采用晶体三极管控制电路，两个耦合连接的晶体三极管其控制基极分 别对应连接中央处理器的两个或两组控制I/O输出接口， NPN晶体三极管的集电 极接电源，PNP晶体三极管的集电极输出端C0NT一0UT连接通讯模块集成电路芯 片MAX487的接收/发送控制接口 。
4、 根据权利要求1所述的半双工通讯收发控制装置，其特征是所述收发 控制电路采用集成运算放大器和与门逻辑电路，采用两个运算放大器构成两个 比较器，其中一个比较器的同相输入端和另一个比较器的反相输入端分别对应 连接中央处理器的两个或两组控制I/O输出接口，两个比较器的输出端分别接 入一与门逻辑电路的两个输入端，与门逻辑电路的输出端CONT—OUT连接通讯模 块集成电路芯片MAX487的接收/发送控制接口。
5、 根据权利要求2、 3或4所述的半双工通讯收发控制装置，其特征是 通讯模块中集成电路芯片或者采用MAX485、 SP485、 SP487、 SN75176等中的 任意一种RS485通讯接口芯片。
6、 一种含有权利要求1所述半双工通讯收发控制装置的半双工通讯收发控 制方法，所述半双工通讯收发控制装置的通讯模块和中央处理器的串行通讯接 口对应连接，中央处理器和通讯模块之间连接的收发控制电路的控制输入接口COM—C0NT1、 COM—C0NT2连接中央处理器的两个或两组I/0控制输出接口，收发 控制电路的输出控制接口 C0NTJ)UT连接通讯模块的接收/发送控制接口，所述 半双工通讯收发控制装置接入半双工总线通讯设备中，其特征是只有在半双 工通讯收发控制装置的中央处理器的两个或两组I/O控制输出接口输出唯一组 合的反向电平时，其中的收发控制电路才输出发送状态控制电平，通讯模块处 于发送状态，实现半双工总线通讯设备的上行通讯。
7、 根据权利要求6所述的半双工通讯收发控制方法，其特征是收发控制电路在输入非前述唯一组合的反向电平信号时均输出接收状态控制电平，半双 工总线通讯设备处于数据接收状态，以保证通讯总线不会因为设备出现故障而 被长期占用。
8、 根据权利要求6所述的半双工通讯收发控制方法，其特征是在半双工 总线通讯设备出现故障的情况下，所述半双工通讯收发控制装置的中央处理器 响应所述故障信号，通过其两个或两组I/O控制输出接口输出非前述唯一组合 的反向电平信号，使收发控制电路输出接收状态控制电平，半双工通讯设备处 于数据接收状态，以保证通讯总线不会因为设备出现故障而被长期占用。
全文摘要
本发明实现半双工通讯收发控制方法的半双工通讯收发控制装置含有中央处理器以及通讯模块，通讯模块和中央处理器的串行通讯接口对应连接，在中央处理器和通讯模块之间连接有收发控制电路，所述收发控制电路的控制输入接口COM_CONT1、COM_CONT2连接中央处理器的控制I/O输出接口，收发控制电路的输出控制接口CONT_OUT连接通讯模块的接收/发送控制接口。本发明半双工通讯收发控制装置成本低，简单实用，可以嵌入到任何一种半双工通讯设备的电路中对半双工通讯总线的可靠稳定运行提供有效支持，大大提高网络的稳定性，降低调试和维护的成本，为半双工通讯总线在其它方面可靠有效的应用提供的一个有效低廉解决方案，具有极好的推广应用价值。
文档编号H04L5/16GK101188488SQ20071014142
公开日2008年5月28日 申请日期2007年8月18日 优先权日2007年7月30日
发明者李玉琴, 东 杨, 王华强, 陈传伟 申请人:郑州春泉暖通节能设备有限公司