低成本的MBUS主机电路的制作方法

低成本的mbus主机电路
技术领域
[0001]
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种低成本的mbus主机电路。


背景技术：

[0002]
仪表总线(meter bus,mbus)是一种新型总线结构，mbus主要特点是两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据，而各个子站(以不同的id确认)并联在mbus总线上。将mbus用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统中时，可对相关数据或信号进行采集并传递至集中器，然后再通过相应的接口传至主站。利用mbus可大大简化住宅小区，办公场所等能耗智能化管理系统的布线和连接，且具有结构简单、造价低廉、可靠性高的特点。由mbus构成的能耗智能化管理系统由终端数据或信号采集子站及其mbus收发电路、mbus总线、主站及其mbus转换器等组成。
[0003]
mbus是一种专门为消耗测量仪器和计数器传输信息的数据总线设计，主要应用在能源消耗领域的数据采集工作，其中主机可以读写从机中的相关数据内容，而从机只能在主机的指令下做对应操作。因而为了保证mbus主机总线上的抗干扰性要求，以及抵抗各种容性、感性的耦合干扰，往往采用专用的mbus主机控制芯片或者采用放大器电路等搭建mbus主机电路，因此成本相对较高。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本的mbus主机电路，以解决现有技术中采用专用的mbus主机控制芯片或者采用放大器电路等搭建mbus主机电路成本较高的问题。
[0005]
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种低成本的mbus主机电路，包括：
[0006]
写入数据电路，用于将ttl电平转换为mbus电平，以使得mbus主机向mbus从机写入数据；
[0007]
反馈数据电路，用于将mbus电平转换为ttl电平，以使得mbus主机获得mbus从机的反馈数据；
[0008]
电源电路，用于向所述mbus主机电路提供电压。
[0009]
进一步的，所述写入数据电路，包括：三极管q6、三极管q7、三极管q8、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24以及电阻r25；
[0010]
所述电源电路的第一输出端分别与电阻r24和电阻r22连接，所述电阻r24的另一端连接三极管q8的集电极，所述三极管q8的发射集连接热敏电阻rt1的一端，所述热敏电阻rt1的另一端连接信号端mbus_p；信号端mbus_n连接热敏电阻rt2的一端，所述热敏电阻rt2的另一端连接电阻r25的一端，所述电阻r25的另一端连接电源电路的第二输出端；
[0011]
所述电阻r22的另一端分别连接三极管q7的集电极、电阻r23的一端，所述电阻r23的另一端接地；所述三极管q7的发射极接地，其基极分别连接电阻r20、电阻r21的一端，所述电阻r21的另一端接地，所述电阻r20的另一端连接三极管q6的集电极，所述三极管q6的
发射极连接电阻r18的一端，其基极连接电阻r19的一端，所述电阻r18的另一端与电阻r19的另一端连接。
[0012]
进一步的，所述写入数据电路还包括：电阻26、电容c18、二极管d4以及电阻g1；
[0013]
所述电容c18、电阻r26、二极管d4以及电阻g1并联在信号端mbus_p、信号端mbus_n；
[0014]
所述二极管d4的一端与热敏电阻rt1的一端连接，所述二极管d4的另一端与热敏电阻rt2的一端连接；所述电阻g1的一端与所述热敏电阻rt1的另一端连接，所述电阻g1的另一端与所述热敏电阻rt2的另一端连接。
[0015]
进一步的，所述反馈数据电路包括：电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、三极管q9及三极管q3；
[0016]
所述电阻r24的另一端连接电阻r27的一端，所述电阻r27的另一端分别连接电阻r28、电阻r29的一端以及三极管q9的基极，所述电阻r29的另一端接地；所述三极管q9的发射极接地，其集电极分别连接电阻r30、电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端连接三极管q10的基极，所述三极管q10的发射极接地，集电极分别连接电阻r32、电阻r33，所述电阻r33另一端连接mbus rxd引脚连接，所述电阻r28另一端、电阻r30另一端和电阻r32另一端连接mbus vdd端。
[0017]
进一步的，所述反馈数据电路还包括：电容e3；
[0018]
所述电容e3并联在所述电阻r27的两端；
[0019]
所述电容e3采用电解电容。
[0020]
进一步的，所述二极管d4采用双向瞬间抑制二极管。
[0021]
进一步的，所述电源电路包括boost升压电路；
[0022]
所述boost升压电路包括：升压芯片u2、电感l1、电感l2、二极管d4以及二极管d5；
[0023]
所述升压芯片u2分别与电源输入端power引脚、电感l1一端、电感l2一端连接，所述电感l1另一端与电压输出端vdd_h连接，所述电感l2另一端与电压输出端vdd_l连接；所述二极管d4正极接地，负极与电压输出端vdd_h连接；所述二极管d5正极接地，负极与电压输出端vdd_l连接；所述升压芯片u2还接地。
[0024]
进一步的，所述电源电路包括两组boost升压电路。
[0025]
进一步的，所述三极管q6、三极管q7采用pnp三极管，所述三极管q8、三极管q9、三极管q10采用npn三极管。
[0026]
进一步的，还包括：
[0027]
控制单元，用于发送和接收ttl信号。
[0028]
本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：
[0029]
一种低成本的mbus主机电路，包括写入数据电路用于将ttl电平转换为mbus电平以使得mbus主机向mbus从机写入数据；反馈数据电路用于将mbus电平转换为ttl电平，以使得mbus主机获得mbus从机的反馈数据；电源电路，用于向所述mbus主机电路提供mbus标准电压；本发明采用分立元件搭建的电路，相当于把ic芯片内部的电路通过分立元器件搭建形成mbus主机电路，降低了制造mbus主机电路的成本。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1为本发明一种低成本的mbus主机电路的结构示意图；
[0032]
图2为本发明提供的写入数据电路的电子结构示意图；
[0033]
图3为本发明提供的反馈数据电路的电子结构示意图；
[0034]
图4为本发明提供的boost升压电路的电子结构示意图。
具体实施方式
[0035]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0036]
下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的低成本的mbus主机电路。
[0037]
如图1所示，本申请实施例中提供的低成本的mbus主机电路包括：
[0038]
写入数据电路，用于将ttl电平转换为mbus电平，以使得mbus主机向mbus从机写入数据；
[0039]
反馈数据电路，用于将mbus电平转换为ttl电平，以使得mbus主机获得mbus从机的反馈数据；
[0040]
电源电路，用于向所述mbus主机电路提供电压。
[0041]
低成本的mbus主机电路的工作原理为：通过电源电路进行boost升压，得到vdd_h为15v高电压和vdd_l为-15v低电压，15v和-15v与mbus主机连接，通过阈值电压的变化调节mbus主机的电压变化，mbus主机电路中的写入数据电路将ttl电平转换为mbus电平使得mbus主机向mbus从机写入数据；mbus主机电路中的反馈数据电路将mbus电平转换为ttl电平使得mbus主机获得mbus从机反馈数据。vdd_h与vdd_l为控制器所能识别的高电平1与低电平0信号。因此，通过实现了分立元器件构成mbus主机电路，降低了使用芯片的成本。
[0042]
一些实施例中，如图2所示，所述写入数据电路，包括：三极管q6、三极管q7、三极管q8、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24以及电阻r25；
[0043]
所述电源电路的第一输出端分别与电阻r24和电阻r22连接，所述电阻r24的另一端连接三极管q8的集电极，所述三极管q8的发射集连接热敏电阻rt1的一端，所述热敏电阻rt1的另一端连接信号端mbus_p；信号端mbus_n连接热敏电阻rt2的一端，所述热敏电阻rt2的另一端连接电阻r25的一端，所述电阻r25的另一端连接电源电路的第二输出端；
[0044]
所述电阻r22的另一端分别连接三极管q7的集电极、电阻r23的一端，所述电阻r23的另一端接地；所述三极管q7的发射极接地，其基极分别连接电阻r20、电阻r21的一端，所述电阻r21的另一端接地，所述电阻r20的另一端连接三极管q6的集电极，所述三极管q6的发射极连接电阻r18的一端，其基极连接电阻r19的一端，所述电阻r18的另一端与电阻r19的另一端连接。
[0045]
优选的，如图2所示，所述写入数据电路还包括：电阻26、电容c18、二极管d4以及电阻g1；
[0046]
所述电容c18、电阻r26、二极管d4以及电阻g1并联在信号端mbus_p、信号端mbus_n；
[0047]
所述二极管d4的一端与热敏电阻rt1的一端连接，所述二极管d4的另一端与热敏电阻rt2的一端连接；所述电阻g1的一端与所述热敏电阻rt1的另一端连接，所述电阻g1的另一端与所述热敏电阻rt2的另一端连接。
[0048]
具体的，写入数据电路的工作原理是，由boost升压电路提供的+15v和-15v为mbus提供高压差的电压信号，mbus_vdd接系统电源电压。mbus_txd输出高时，pnp三极管q6的基极电平为高，q6的c级(集电极)与e级(发射极)截止，pnp三极管q7的基极b电平为低电平，此时q7的c级(集电极)与e级(发射极)截止，此时npn三极管q8的基极b电平为高电平，即q8的c级(集电极)与e级(发射极)导通，mbus_p输出高电平信号。mbus_txd输出低时，pnp三极管q6的基极电平为低，q6的c级(集电极)与e级(发射极)导通，pnp三极管q7的基极b电平为高电平，此时q7的c级(集电极)与e级(发射极)导通，此时npn三极管q8的基极b电平为低电平，即q8的c级(集电极)与e级(发射极)导通，mbus_p输出低电平信号。
[0049]
一些实施例中，如图3所示，所述反馈数据电路包括：电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、三极管q9及三极管q3；
[0050]
所述电阻r24的另一端连接电阻r27的一端，所述电阻r27的另一端分别连接电阻r28、电阻r29的一端以及三极管q9的基极，所述电阻r29的另一端接地；所述三极管q9的发射极接地，其集电极分别连接电阻r30、电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端连接三极管q10的基极，所述三极管q10的发射极接地，集电极分别连接电阻r32、电阻r33，所述电阻r33另一端连接mbus rxd引脚连接，所述电阻r28另一端、电阻r30另一端和电阻r32另一端连接mbus vdd端。
[0051]
优选的，所述反馈数据电路还包括：电容e3；
[0052]
所述电容e3并联在所述电阻r27的两端；
[0053]
所述电容e3采用电解电容。
[0054]
具体的，反馈数据电路的工作原理是，mbus从机向mbus主机反馈数据是以mbus从机输出大小电流作为传输机制，因此由mbus从机以mbus_n引脚输出电流时，大小电流经+15v及电阻r24后接入mbus接口，此时mbus_p总线的电平为15v-iout*r24，但是由于此电压幅值比较小，易受线上的噪声影响，不易做数据处理，因此本发明通过q9搭建的共发射极放大电路后将该mbus_p线上的电平信号进行放大，经过放大后的输出信号，稳定性与抗扰性大大增强。经过放大后的信号通过驱动npn三极管q10的b级集电极电平来控制mbus_rxd进行输出，因mbus总线反馈的电流信号为高低电流信号，因此当mbus总线电流为高时，mbus_rxd输出高，控制器识别为1信号，当mbus总线电流为低时，mbus_rxd输出低，控制器识别为0信号。因此通过上述步骤，控制器通过rx引脚接收到的1/0信号，即可获取mbus从机以大小电流向mbus主机回馈的数据信息。
[0055]
优选的，所述二极管d4采用双向瞬间抑制二极管。
[0056]
一些实施例中，如图4所示，所述电源电路包括boost升压电路；
[0057]
所述boost升压电路包括：升压芯片u2、电感l1、电感l2、二极管d4以及二极管d5；
[0058]
所述升压芯片u2分别与电源输入端power引脚、电感l1一端、电感l2一端连接，所述电感l1另一端与电压输出端vdd_h连接，所述电感l2另一端与电压输出端vdd_l连接；所述二极管d4正极接地，负极与电压输出端vdd_h连接；所述二极管d5正极接地，负极与电压输出端vdd_l连接；所述升压芯片u2还接地。
[0059]
具体的，通过mbus_vdd引脚对boost升压电路提供电源输入，然后通过l1与l2两个电感获取两组输出电压，分为+15v高电压与-15v低电压，用以提供mbus主机与mbus从机通讯高压差的电平信号，其中u2作为核心boost芯片，也可采用两组独立boost升压电路来获得+15v和-15v。
[0060]
优选的，所述电源电路包括两组boost升压电路。
[0061]
优选的，所述三极管q6、三极管q7采用pnp三极管，所述三极管q8、三极管q9、三极管q10采用npn三极管。
[0062]
优选的，还包括：
[0063]
控制单元，用于发送和接收ttl信号。
[0064]
综上所述，本发明提供一种低成本的mbus主机电路，包括写入数据电路用于将ttl电平转换为mbus电平以使得mbus主机向mbus从机写入数据；反馈数据电路用于将mbus电平转换为ttl电平，以使得mbus主机获得mbus从机的反馈数据；电源电路，用于向所述mbus主机电路提供mbus标准电压；本发明采用分立元件搭建的电路，相当于把ic芯片内部的电路通过分立元器件搭建形成mbus主机电路，降低了制造mbus主机电路的成本。
[0065]
可以理解的是，上述提供的系统实施例与上述的方法实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。
[0066]
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0067]
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0068]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0069]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0070]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。