一種分立M-BUS通訊模塊制造技術

本實用新型專利技術公開了一種分立M-BUS通訊模塊，其電路原理為：R33、R41和D6組成隔離節點電路，D4、D5、D7、D8組成整流橋電路，R43、D10、Q9、R14組成電源電路，R29、R34、R42、Q7、Q8、R35、R45組成發送電路，R50、U11、R51組成發送電路的光電隔離電路，C28、R46、R48、D9、R56、Q12、R60、Q13、R54、C36組成接收電路，R58、U15、R59、BC1組成接收電路的光電隔離電路；所述隔離節點電路和整流橋電路連接，整流橋電路和電源電路連接，電源電路分別和發送電路及接收電路連接。本實用新型專利技術的技術效果是：該通訊模塊整體成本低，波特率達到9600bps，經過試驗并且大批量生產驗證，各項性能指標好，且保護電路齊全，性能穩定可靠，抗干擾能力強。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種通訊模塊電路設計，具體涉及一種分立M-BUS通訊模塊。
技術介紹
M-Bus遠程抄表系統(symphonic mbus)是歐洲標準的2線二總線，主要用于消耗測量儀器諸如熱表和水表系列。目前市場上只有一款M-bus通訊芯片為德州儀器TI的TSS721。TSS721的功能為用于儀表總線的收發器集成芯片。(可調節主機從機之間的電平)通過光電耦合器等隔離器和總線連接，并由總線供電。但是TSS721芯片因為市場的壟斷，導致芯片價格非常貴，且外圍電路中元件也不少，尤其是鉭電容成本也很高，現在儀表計量產品成本控制非常嚴格，這么貴的芯片無疑直接降低了產品的利潤。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是:提供一種分立M-BUS通訊模塊，該通訊模塊結構簡單，整體成本只有TSS721方案的1/3，而波特率同樣可達到9600bps，經過試驗并且大批量生產驗證，各項性能指標完全達到TSS721的水平。本技術所采用的技術方案是:一種分立M-BUS通訊模塊，主要由隔離節點電路、整流橋電路、電源電路、發送電路、發送電路的光電隔離電路、接收電路、接收電路的光電隔離電路組成；其特征在于:電阻R33、電阻R41和二極管D6組成隔離節點電路，二極管D4、二極管D5、二極管D7、二極管D8組成整流橋電路，電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成電源電路，電阻R29、電阻R34、電阻R42、三極管Q7、三極管Q8、電阻R35、電阻R45組成發送電路，電阻R50、光耦U11、電阻R51組成發送電路的光電隔離電路，電容C28、電阻R46、電阻R48、二極管D9、電阻R56、三極管Q12、電阻R60、三極管Q13、電阻R54、電容C36組成接收電路，電阻R58、光耦U15、電阻R59、BC1組成接收電路的光電隔離電路；所述隔離節點電路連接整流橋電路，整流橋電路連接電源電路，電源電路分別和發送電路及接收電路連接。進一步的，所述電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成的電源電路通過M-BUS 總線形成 MBUS_VCC。進一步的，所述發送電路與發送光電隔離電路末端有網絡標號C_TX，表示這兩點是相互連接的。進一步的，所述接收電路與接收光電隔離電路末端有網絡標號C_RX，表示這兩點是相互連接的。本技術的技術效果是:該通訊模塊整體成本只有TSS721方案的1/3，而波特率同樣可達到9600bps，經過試驗并且大批量生產驗證，各項性能指標完全達到TSS721的水平。且保護電路齊全，性能穩定可靠，抗干擾能力強。【附圖說明】圖1為本技術的結構電路圖。圖2為本技術的發送電路的光電隔離電路。圖3為本技術的接收電路的光電隔離電路。圖4為本技術的模塊接口電路圖。圖5為本技術的M-BUS總線上的電壓電流信號變化情況圖。在圖中，I為隔離節點電路，2、整流橋電路，3、電源電路，4、發送電路，5、接收電路。【具體實施方式】如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本技術是這樣來工作和實施的，一種分立M-BUS通訊模塊，主要由六個二極管，五個三極管，十八個電阻，三個普通電容，二個光耦組成。圖1中二極管D4、二極管D5、二極管D7、二極管D8組成整流橋電路2的作用就是保證工程施工中總線的無極性連接。電阻R33、電阻R41和二極管D6形成隔離節點電路I保證節點故障短路的情況下隔離節點，從而不會造成總線短路，確保總線在有節點發生短路故障時仍然能夠正常工作。電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成電源電路3，通過M-BUS總線形成MBUS_VCC。電阻R29、電阻R34、電阻R42、三極管Q7、三極管Q8、電阻R35、電阻R45組成發送電路4，電阻R50、光耦U11、電阻R51組成發送電路的光電隔離電路。原理如下:當發送邏輯“0”，TX為低電平，光耦Ull工作，C_TX為低電平，三極管Q8截止，三極管Q7導通，從電阻R29、電阻R34、電阻R42上有電流通過，總線從而有額外突增的電流，調節電阻R29、電阻R34、電阻R42的阻值，可將這個電流控制在11-20mA。電容C28、電阻R46、電阻R48、二極管D9、電阻R56、三極管Q12、電阻R60、三極管Q13、電阻R54、電容C36組成接收電路5，電阻R58、光耦U15、電阻R59、BC1組成接收電路的光電隔離電路。當總線空閑狀態或者發送邏輯“I”時，電容C28處于充電飽和狀態，三極管Q12截止，三極管Q13截止，C_RX輸出高電平，光耦U15不導通，RX輸出高電平。當總線發送邏輯“O”時，電容C28反向放電，三極管Q12導通，三極管Q13導通，C_RX輸出低電平，光耦U15導通，RX輸出低電平，完成接收信號的任務。本技術的原理為:M_BUS總線通訊是一種適合低速數據采集場合的半雙工通訊，主控器向節點發命令采用電平信號方式，節點響應主控器命令采用電流信號方式，這大大提高了通訊的可靠性和抗干擾能力。M-BUS總線收發機制，概括而論，M-BUS總線收發機制即:信號在物理層的傳輸采用電流電平方式，主控器對節點的命令信號采用電平信號傳輸，節點響應主控器的命令信號采用電流信號傳輸，M-BUS總線采用半雙工的通訊模式，物理層信號傳輸具有規定的電平特征。主控器到節點的下行命令通過控制總線電平實現，把空閑狀態下的總線電壓Vmark當作信號的邏輯“I”電平；把總線電壓下降12V (見后述，這個電平壓降值可以更低，比如8V)以上，降到Vspace當作信號的邏輯“O”電平；Vmark電平一般不超過42V，Vspace電平不低于12V。節點響應主控器的上行信號通過電流調制實現，把單個節點正常工作消耗的負載電流Imark當作邏輯“I”，當發送邏輯“O”時，節點會額外從M-BUS總線吸取10_20mA的脈沖電流，形成Ispace。響應時只能有一個節點發出這個電流信號。M-BUS規定總線處于空閑狀態時總線電壓維持在Vmark，而每個節點在無通訊狀態下的負載電流Imark(彡1.5mA)作為單位電流。無論總線處于空閑狀態還是數據傳輸狀態，總線電壓不低于Vspace，每個節點所取電流不大于Ispace。這樣在正常運行狀態下，只要節點負載電流設計不超過單位電流，總線可以持續不斷地既傳信號又供電源。為簡化起見，以單節點系統為例，M-BUS總線上的電壓電流信號變化情況如圖5所示。M-BUS總線工作在半雙工的模式，從圖5可以看出，在數據傳輸過程中，任意時刻M-BUS總線要么傳輸電壓信號，要么傳輸電流信號，主控器對節點的任何命令都是廣播方式，任何時候只能有一個節點響應。【主權項】1.一種分立M-BUS通訊模塊，主要由隔離節點電路、整流橋電路、電源電路、發送電路、發送電路的光電隔離電路、接收電路、接收電路的光電隔離電路組成；其特征在于:電阻R33、電阻R41和二極管D6組成隔離節點電路，二極管D4、二極管D5、二極管D7、二極管D8組成整流橋電路，電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成電源電路，電阻R29、電阻R34、電阻R42、三極管Q7、三極管Q8、電阻R35、電阻R45組成發送電路，電阻R50、光耦Ul 1、電阻R51組成發送電路的光電隔離電路，電容C28、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分立M?BUS通訊模塊，主要由隔離節點電路、整流橋電路、電源電路、發送電路、發送電路的光電隔離電路、接收電路、接收電路的光電隔離電路組成；其特征在于：電阻R33、電阻R41和二極管D6組成隔離節點電路，二極管D4、二極管D5、二極管D7、二極管D8組成整流橋電路，電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成電源電路，電阻R29、電阻R34、電阻R42、三極管Q7、三極管Q8、電阻R35、電阻R45組成發送電路，電阻R50、光耦U11、電阻R51組成發送電路的光電隔離電路，電容C28、電阻R46、電阻R48、二極管D9、電阻R56、三極管Q12、電阻R60、三極管Q13、電阻R54、電容C36組成接收電路，電阻R58、光耦U15、電阻R59、BC1組成接收電路的光電隔離電路；所述隔離節點電路連接整流橋電路，整流橋電路連接電源電路，電源電路分別和發送電路及接收電路連接；所述電阻R43、二極管D10、三極管Q9、電阻R14組成的電源電路通過M?BUS總線形成MBUS_VCC；所述發送電路與發送光電隔離電路末端有網絡標號C_TX，這兩點是相互連接的；所述接收電路與接收光電隔離電路末端有網絡標號C_TX，這兩點是相互連接的。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周禮，
申請(專利權)人：吉安精程儀表科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江西;36