大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路的制作方法

本技术涉及火灾报警，具体为一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路。

背景技术：

1、在火灾自动报警和工业自动化领域，现场总线技术被广泛应用于控制主机与各类探测器、传感器和被控设备之间的数据传输和控制。然而，现有现场总线系统（如rs-485、can等）的收发控制电路存在诸多不足：

2、1、连接方式方面，大多采用多线制连接方式，这使得设备安装和布线施工变得繁琐，不仅增加了人工成本，也提高了材料成本。

3、2、功能上供电与通信分离，多数采用四线制（电源线+通信线），布线成本高且节点扩展受限。

4、3、供电能力方面，其供电功率有限，难以满足大功率传感器和被控设备的需求，导致连接节点的数量受到很大限制，无法适应工业现场对多设备协同工作的要求。

5、4、通讯可靠性方面，现有的通讯方式较为单一，在工业工程环境中存在较强的电磁干扰，容易出现数据传输错误，严重影响系统的可靠性和稳定性。

6、因此，急需一种能够解决上述问题的现场总线收发控制电路。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其能够实现控制主机和传感器、被控设备之间采用二线制连接的总线方式，降低安装布线成本，支持更多大功率设备和节点，增强抗电磁干扰性能，适用于工业领域工程环境。

2、其技术方案是这样的：一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其特征在于，其包括供电模块、发送模块、接收模块和控制模块，外部设备通过总线接口并联在二线制总线上；所述供电模块通过稳压芯片将外部电源输入转换成三路电源输出，分别为所述发送模块、接收模块和控制模块供电；所述控制模块包括单片机u4，所述单片机u4的14脚和13脚控制tx+、tx-输出来控制发送模块，所述单片机u4的14脚、13脚和1脚协同将总线切换到接收状态，所述单片机u4的12脚检测高低电平信号的宽度。

3、其进一步特征在于， 所述供电模块包括稳压芯片u1、u2、u3，所述稳压芯片u1的4脚连接电感l1一端、电容c1一端、电容e1一端且输入外部电源vin，所述电感l1另一端连接二极管d1的阳极和所述稳压芯片u1的3脚，所述二极管d1的阴极连接电阻r1一端、电容e2一端、电容c2一端且输出给所述发送模块供电的vbus，所述电阻r1另一端连接电阻r3一端和所述稳压芯片u1的5脚，所述电阻r3另一端连接电阻r7一端，所述稳压芯片u1的2脚通过电阻r6连接vm；所述稳压芯片u2的3脚连接电容c5一端并输入外部电源vin，所述稳压芯片u2的1脚连接电阻r13一端、电阻r11一端、三极管q4的几点几，所述三极管q4的基极连接电阻r15一端，所述电阻r15另一端连接所述单片机u4的1脚，所述稳压芯片u2的2脚和4脚相连输出给所述接收模块供电的vback且连接电容c3一端和所述电阻r11另一端，所述电容c5另一端、电阻r13另一端、电容c3另一端、三极管q4的发射极均接地；所述稳压芯片u3的3脚连接电容c6一端并输入外部电源vin，所述稳压芯片u3的1脚连接电阻r14一端和电阻r12一端，所述稳压芯片u2的2脚和4脚相连输出给所述控制模块供电的vcc且连接电容c7一端和所述电阻r12另一端，所述电容c6另一端、电容c7另一端、电阻r14另一端均接地；

4、所述发送模块包括三极管q2和三极管q6，所述三极管q2的基极通过电阻r4连接所述单片机u4的14脚，所述三极管q2的集电极连接电阻r2一端、三极管q1的基极、三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极和所述三极管q3的发射极相连并连接电阻r5一端和二极管d2的阳极，所述电阻r5另一端和所述二极管d2的阴极相连并连接mos管m1的栅端，所述电阻r2另一端、三极管q1的集电极、mos管m1的漏端均连接vbus，所述电阻r8另一端和所述三极管q3的集电极均接地，所述mos管m1的源端连接电阻r9一端，所述三极管q6的基极通过电阻r18连接所述单片机u4的13脚，所述三极管q6的集电极连接电阻r16一端、三极管q5的基极、三极管q7的基极，所述三极管q5的发射极和所述三极管q7的发射极相连并连接电阻r19一端和二极管d5的阳极，所述电阻r19另一端和所述二极管d5的阴极相连并连接mos管m2的栅端，所述电阻r16另一端、三极管q5的集电极均连接vbus，所述电阻r22另一端、三极管q7的集电极、mos管m2的源端均接地，所述mos管m2的漏端连接电阻r17一端，所述电阻r9另一端和所述电阻r17另一端相连并连二极管d3的阴极、二极管d4的阴极、电容c4一端、保险丝f1一端，所述mos管m2的源端还连接电阻r23一端，所述电阻r23另一端和所述保险丝f1另一端连接共模电感ll1的一端，所述共模电感ll1的另一端连接所述二线制总线bus+、bus-；

5、所述接收模块包括电压比较器u5a，所述电压比较器u5a的正相输入端连接电阻r25一端和电容c9一端，所述电阻r25另一端连接电阻r10一端和所述发送模块，所述电压比较器u5a的反相输入端连接电阻r20一端和电阻r24一端，所述电阻r20另一端和所述电阻r10另一端均连接vback，所述电压比较器u5a的输出端连接电阻r21一端、二极管d6的阴极、所述单片机u4的12脚。

6、采用本实用新型后，采用二线制总线方式，所有子设备并联在总线上，极大地简化了设备的安装和布线施工过程，显著降低了人工和材料成本，具备大功率供电能力，支持更多大功率设备和节点，增强了抗电磁干扰性能，适用于工业领域工程环境。

1.一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其特征在于，其包括供电模块、发送模块、接收模块和控制模块，外部设备通过总线接口并联在二线制总线上；所述供电模块通过稳压芯片将外部电源输入转换成三路电源输出，分别为所述发送模块、接收模块和控制模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其特征在于，所述供电模块包括稳压芯片u1、u2、u3，所述稳压芯片u1的4脚连接电感l1一端、电容c1一端、电容e1一端且输入外部电源vin，所述电感l1另一端连接二极管d1的阳极和所述稳压芯片u1的3脚，所述二极管d1的阴极连接电阻r1一端、电容e2一端、电容c2一端且输出给所述发送模块供电的vbus，所述电阻r1另一端连接电阻r3一端和所述稳压芯片u1的5脚，所述电阻r3另一端连接电阻r7一端，所述稳压芯片u1的2脚通过电阻r6连接vm；所述稳压芯片u2的3脚连接电容c5一端并输入外部电源vin，所述稳压芯片u2的1脚连接电阻r13一端、电阻r11一端、三极管q4的几点几，所述三极管q4的基极连接电阻r15一端，所述电阻r15另一端连接所述单片机u4的1脚，所述稳压芯片u2的2脚和4脚相连输出给所述接收模块供电的vback且连接电容c3一端和所述电阻r11另一端，所述电容c5另一端、电阻r13另一端、电容c3另一端、三极管q4的发射极均接地；所述稳压芯片u3的3脚连接电容c6一端并输入外部电源vin，所述稳压芯片u3的1脚连接电阻r14一端和电阻r12一端，所述稳压芯片u2的2脚和4脚相连输出给所述控制模块供电的vcc且连接电容c7一端和所述电阻r12另一端，所述电容c6另一端、电容c7另一端、电阻r14另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其特征在于，所述发送模块包括三极管q2和三极管q6，所述三极管q2的基极通过电阻r4连接所述单片机u4的14脚，所述三极管q2的集电极连接电阻r2一端、三极管q1的基极、三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极和所述三极管q3的发射极相连并连接电阻r5一端和二极管d2的阳极，所述电阻r5另一端和所述二极管d2的阴极相连并连接mos管m1的栅端，所述电阻r2另一端、三极管q1的集电极、mos管m1的漏端均连接vbus，所述电阻r8另一端和所述三极管q3的集电极均接地，所述mos管m1的源端连接电阻r9一端，所述三极管q6的基极通过电阻r18连接所述单片机u4的13脚，所述三极管q6的集电极连接电阻r16一端、三极管q5的基极、三极管q7的基极，所述三极管q5的发射极和所述三极管q7的发射极相连并连接电阻r19一端和二极管d5的阳极，所述电阻r19另一端和所述二极管d5的阴极相连并连接mos管m2的栅端，所述电阻r16另一端、三极管q5的集电极均连接vbus，所述电阻r22另一端、三极管q7的集电极、mos管m2的源端均接地，所述mos管m2的漏端连接电阻r17一端，所述电阻r9另一端和所述电阻r17另一端相连并连二极管d3的阴极、二极管d4的阴极、电容c4一端、保险丝f1一端，所述mos管m2的源端还连接电阻r23一端，所述电阻r23另一端和所述保险丝f1另一端连接共模电感ll1的一端，所述共模电感ll1的另一端连接所述二线制总线bus+、bus-。

4.根据权利要求3所述的一种大功率现场总线二线制供电与通信一体化收发控制电路，其特征在于，所述接收模块包括电压比较器u5a，所述电压比较器u5a的正相输入端连接电阻r25一端和电容c9一端，所述电阻r25另一端连接电阻r10一端和所述发送模块，所述电压比较器u5a的反相输入端连接电阻r20一端和电阻r24一端，所述电阻r20另一端和所述电阻r10另一端均连接vback，所述电压比较器u5a的输出端连接电阻r21一端、二极管d6的阴极、所述单片机u4的12脚。