[实用新型]一种MCU电平与两线制通信的转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通信转换电路，特别是涉及一种MCU电平与两线制通信的转换电路。

背景技术

在火灾报警、远距离监控、数据采集等领域，在烟感探测器、红外探测器、数字电表或流量计的信号与MCU的通信方面，如果采用RS485、CANBUS等，则组网对分支的长度有着苛刻的要求，而且成本较高；如果采用MBUS电路，虽然有集成芯片做从机，但是主机电路比较复杂且价格昂贵，接口用RS232与MCU连接，还需要转换；如果采用CMBUS电路，其返回信号为7v电压信号，在总线长度涉及一定负载的时候，依靠电容存储的能量来维持信号的返回，无法保证信号的质量。

基于以上模式的种种缺陷，二总线通信的应用越来越广泛。两条总线之间的电压为24V，MCU通过转换器将24V电压信号发送到二总线上，转换器接收二总线上反馈的电流信号并转换成MCU识别的信号传送给MCU。二总线具有智能跟踪自动编码、远距离检测、同时传输信号和功率、节点无需单独供电和回路节点数目可根据规模增减等特点，是一种结构简单、高可靠性、自动同步编码解码通信、多个模拟量转换成数字量并远距离串行传输的通信系统。二总线上实现了电源和信号的传输，二总线上的负载可以不分极性地与之并联，采用两线制取代四线制可以节省两根电缆，大大降低成本。

目前，转换器的转换电路包括发送电路和接收电路，用于提供MCU端口与24V两线制的信号转换。其中，发送电路用于将单片机的端口电平转换成24V两线制电压信号，发送电路由开关管进行控制总线电压，开关管导通时，总线上为24V电压；开关管截止时，总线上没有电压。接收电路用于将返回的电流信号转换成单片机可以接收的电平信号，其通过50Ω、250Ω或500Ω等精密电阻转换成1～5V的模拟电压信号，并加滤波和输出限幅保护电路。这种电路使用的电阻阻值大、分担总线上的电压大、热损耗大，从而导致功耗大、可靠性低、带负载少等缺陷。

发明内容

本实用新型就是为了解决现有转换电路高功耗、可靠性低、带负载少的技术问题，提供了一种低功耗、可靠性高、带负载多的MCU电平与两线制通信的转换电路。

本实用新型提供的MCU电平与两线制通信的转换电路，其包括发送电路和接收电路，其中，发送电路用于将电平信号转换成电压信号；接收电路用于将电流信号转换成电平信号。

本实用新型优选的技术方案是，发送电路包括：隔离电路，传送电平信号并隔离外界干扰；开关管，接收经隔离电路传送的电平信号并导通或截止；供电电源，在开关管的导通和截止的控制信号作用下输出电压。

本实用新型进一步优选的技术方案是，接收电路包括：钳位电路，用于使电压确定在固定值上；电流电压转换电路，接收电流信号并将其转换为电压信号；放大电路，放大来自电流电压转换电路的电压信号；整形电路，接收来自放大电路的电压信号并对其进行整形，输出电平信号；隔离电路，传送来自整形电路输出的电平信号，同时隔离外界干扰。

本实用新型再进一步优选的技术方案是，电流电压转换电路包括第七电阻和第二电容，第七电阻一端连接电流信号且另一端与电源地连接；第二电容并联在第七电阻的两端。

本实用新型更进一步优选的技术方案是，放大电路由运算放大器、第九电阻、第三电容、第八电阻和第十电阻构成，运算放大器的同相输入端与电流电压转换电路的输出端连接，第九电阻的一端与运算放大器的反相输入端连接且另一端与运算放大器的输出端连接，第三电容并联在第九电阻的两端，第八电阻的一端与电源地连接且另一端与运算放大器的反相输入端、第九电阻和第三电容的公共连接端连接，运算放大器的输出端通过第十电阻与电源连接。

本实用新型再更进一步优选的技术方案是，整形电路包括电压比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一二极管和稳压二极管，电压比较器的输出端通过第三电阻与电源连接，电压比较器的正输入端通过第二电阻接电源地，第一电容并联在第二电阻两端，电压比较器的正输入端、第二电阻和第一电容三者之间的公共连接端与第一二极管的阴极连接，第一二极管的阳极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与电压比较器的负输入端连接；第一电阻与第一二极管之间的节点通过稳压二极管与电源地连接，放大电路的输出端与第一电阻、第一二极管和稳压二极管的公共连接端连接。