[发明专利]一种直流载波的串口通讯装置及方法

权利要求书

1.一种直流载波的串口通讯装置，其特征在于，包括：主控板电路和线控板电路，所述主控板电路的第一串口和线控板电路的第二串口之间通过两根线缆进行连接，其中，所述主控板电路和线控板电路分别将串口通讯的发射脉冲分时的加载在线缆的电源线上，所述串口通讯的接收端通过检测线缆的电源线上的电平高低来接收信号，当主控板电路的第一串口发射信号时，所述线控板电路的第二串口接收信号；当线控板电路的第二串口发射信号时，所述主控板电路的第一串口接收信号；所述主控板电路设置有为线控板电路提供电源的恒流源电路，所述恒流源电路的电源电压和恒流源电流由所述线控板电路的功耗决定；

所述主控板电路包括第一控制模块和第一逻辑控制电路，所述第一控制模块和恒流源电路分别与所述第一逻辑控制电路相连接；所述线控板电路包括第二控制模块、整流滤波电路和第二逻辑控制电路，所述第二控制模块和整流滤波电路分别与所述第二逻辑控制电路相连接；

所述第二逻辑控制电路包括电阻R13、电阻R15、电容C7、三极管T6、电容R10、三极管T5、电阻R12、电阻R8、电阻R5和电阻R6，所述第二串口分别与所述电阻R13的一端、三极管T6的集电极和第二控制模块的单片机相连接，所述电阻R13的另一端分别与所述电阻R15的一端和电容C7的一端相连接，所述电阻R15的另一端和电容C7的另一端分别接地，所述三极管T6的发射极接地，所述三极管T6的基极通过电阻R10分别连接至所述电阻R12的一端和三极管T5的集电极，所述三极管T5的发射极连接至高电位端，所述三极管T5的基极通过电阻R8连接至电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端分别与高电位端和电阻R6的一端相连接，所述电阻R6的另一端连接至所述第二控制模块的单片机；

所述整流滤波电路包括二极管D1、有极性电容E1、电容C1、稳压器U1、电容C2和有极性电容E2，所述二极管D1的阳极与所述三极管T6的集电极相连接，所述二极管D1的阴极分别与所述有极性电容E1的正极、电容C1的一端和稳压器U1的输入管脚相连接，所述有极性电容E1的正负极和电容C1的另一端分别接地，所述稳压器U1的输出端分别与高电位端、电容C2的一端和有极性电容E2的正极相连接，所述电容C2的另一端和有极性电容E2的负极分别接地。

2.根据权利要求1所述的直流载波的串口通讯装置，其特征在于，所述恒流源电路的恒流源电压为12V，恒流源电流为50～100mA。

3.根据权利要求1所述的直流载波的串口通讯装置，其特征在于，所述恒流源电路包括三极管T1、电阻R1、三极管T2和电阻R3，所述三极管T1的发射极和电阻R1的一端连接至电源端，所述三极管T1的基极和电阻R1的另一端分别与所述三极管T2的发射极相连接，所述三极管T1的集电极和三极管T2的基极分别通过电阻R3接地，所述三极管T2的集电极与所述第一逻辑控制电路相连接。

4.根据权利要求3所述的直流载波的串口通讯装置，其特征在于，所述第一逻辑控制电路包括电阻R2、电阻R4、三极管T3、电阻R9、电阻R7、三极管T4、电阻R11、电阻R14和电容C6，所述电阻R2的一端和三极管T3的发射极分别连接至高电位端，所述电阻R2的另一端连接至所述第一控制模块的单片机的发射控制管脚，所述三极管T3的基极通过电阻R4连接至所述第一控制模块的单片机的发射控制管脚，所述三极管T3的集电极分别连接至电阻R9的一端和电阻R7的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R7的另一端连接至三极管T4的基极，所述三极管T4的集电极分别与第一串口和电阻R11的一端相连接，所述三极管T4的发射极接地，所述电阻R11的另一端分别与所述电阻R14的一端、电容C6的一端和第一控制模块的单片机的接收控制管脚相连接，所述电阻R14的另一端和电容C6的另一端分别接地。

5.根据权利要求4所述的直流载波的串口通讯装置，其特征在于，第一控制模块还包括电容C3、电容C4和电容C5，所述第一控制模块的单片机的电源管脚分别通过电容C3、电容C4和电容C5接地。

6.一种直流载波的串口通讯方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任意一项所述的直流载波的串口通讯装置，并包括以下步骤：

步骤S1，通过控制线缆的电源线高低电平实现串口通讯；

步骤S2，由线控板电路作为串口通讯的主动端，发出请求信号；主控板电路实时检测请求信号，直到检测到请求信号后回馈信号来完成串口通讯；

步骤S3，在传输信号时，若在低电平期间，线控板电路的整流滤波电路5为线控板电路的电源续流；若在高电平期间，电源线为整流滤波电路5充电；在没有传输信号时，电源线正常提供稳定的12V电平。