一种具有抗干扰能力的通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有抗干扰能力的通信装置，包括接口芯片、隔离电路及隔离芯片，接口芯片的接收器输出端、接收器输出使能端、驱动器输出使能端及驱动器输入端均经隔离电路与单片机相连，接口芯片的接收器同相输入端经第一电阻连接第一输出控制线，接口芯片的接收器同相输入端经第二电阻连接隔电源正极，接口芯片的接收器同相输入端还经第一稳压二极管接地，接收芯片的接收器反相输入端经第三电阻连接第二输出控制线，接收芯片的接收器反相输入端经第四电阻接地，第四电阻两端并联有第二稳压二极管。本实用新型专利技术结构简单，不仅能够有效的滤除电磁干扰信号，并且能够吸收雷击浪涌电流，有效的保证后级电路和单片机的工作安全，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗干扰能力的通信装置
本技术涉及通信系统
，尤其涉及一种具有抗干扰能力的通信装置。
技术介绍
随着单片机技术的日益成熟和企业信息化的要求，智能设备逐渐发展起来，而企业在设备选型时的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初的通信装置是数据模拟信号输出简单过程量，后来是采用RS232接口，RS232接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能，随后出现的RS485通信模块解决了这个问题。在RS485通信模块中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”端和“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患。传统的RS485通信电路如图1所示，在工作时，将单片机串口的接收IO口连接在MAX487芯片的1引脚(RO端)上，单片机的发送IO口接在MAX487的4引脚(DI端)上，单片机的收发控制IO连接在MAX487芯片的2引脚和3引脚(DE)上，MAX487的8引脚(VCC)和5引脚(GND)分别连接工作电源VCC和数字地GND，6引脚(A)和7引脚(B)分别RS485通信线的信号A和信号B。但是这种电路弊端很多，由于RS485总线多使用在环境恶劣的工业场合，电磁干扰严重，当通信模块工作在具有强电磁干扰的环境中时，工作现场的电磁干扰信号从信号A和信号B直接进入MAX487芯片内部，并通过1、2、3及4引脚传出，进入到后级电路中，干扰其他电子元器件和单片机的正常工作，可以导致整个系统崩溃。此外，由于RS485总线经常用在远距离通信场合，所以通信线缆经常铺设在室外的电缆桥架之上，下雨天容易引入雷击，如果室外的RS485通信线遭到雷击，瞬时高压会通过信号A和信号B直接施加在MAX487芯片的6引脚和7引脚上，从而将该芯片烧毁。申请号为2016205490069的中国专利公开了一种具有自动收发功能的485磁隔离电路，包括DC-DC电路、磁隔离芯片、自动收发电路、ESD抗干扰电路及总线抗短路电路，通过ESD抗干扰电路实现防雷击和静电，通过总线抗短路电路来实现总线隔离，增大模块的可靠性。但是这种隔离电路仅仅能够隔离静电和雷击，当周围环境出现电磁干扰时，此电路仍然会造成后续电路故障，可靠性不高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有抗干扰能力的通信装置，不仅能够有效的滤除工业现场环境中的电磁干扰信号，并且吸收雷击浪涌电流，有效的保证后级电路和单片机的工作安全，从而提升产品在复杂环境下工作性能。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种具有抗干扰能力的通信装置，包括接口芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一电容、隔离电路及隔离芯片，所述接口芯片的接收器输出端、接收器输出使能端、驱动器输出使能端及驱动器输入端均经隔离电路与单片机相连，接口芯片的接收器同相输入端经第一电阻连接第一输出控制线，接口芯片的接收器同相输入端经第二电阻连接隔离芯片的输出正电压端，接口芯片的接收器同相输入端还经第一稳压二极管连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的接收器反相输入端经第三电阻连接第二输出控制线，接收芯片的接收器反相输入端经第四电阻连接隔离芯片的输出地端，第四电阻两端并联有第二稳压二极管，接收芯片的电源端连接连接隔离芯片的输出正电压端，接收芯片的电源端还经第一电容连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的地端连接隔离芯片的输出地端。所述隔离电路包括第一隔离电路、第二隔离电路及第三隔离电路，所述第一隔离电路采用第一光电耦合器，第一光电耦合器的LED正极连接电源正极，第一光电耦合器的LED负极经第五电阻连接单片机的串行数据发送端，第一光电耦合器的集电极连接接口芯片的驱动器输入端，第一光电耦合器的集电极还经第六电阻连接隔离芯片的输出正电压端，第一光电耦合器的发射极连接隔离芯片的输出地端；所述第二隔离电路采用第二光电耦合器，第二光电耦合器的LED正极经第七电阻连接隔离芯片的输出正电压端，第二光电耦合器的LED负极连接接口芯片的接收器输出端，第二光电耦合器的集电极连接单片机的串行数据输出端，第二光电耦合器的集电极还经第八电阻连接电源正极，第二光电耦合器的发射极接地；所述第三隔离电路采用第三光电耦合器，所述第三光电耦合器的LED正极经第九电阻连接电源正极，第三光电耦合器的LED负极连接第三输出控制线，第三光电耦合器的集电极连接隔离芯片的输出正电压端，第三光电耦合器的发射极连接接口芯片的接收器输出使能端，第三光电耦合器的发射极还经第十电阻连接隔离芯片的输出地端。所述第一电阻及第三电阻均采用正温度系数的热敏电阻。所述第一稳压二极管及第二稳压二极管均采用瞬变电压抑制二极管。所述接口芯片采用MAX487芯片，所述隔离芯片采用B0505S-1芯片。本技术具有如下有益效果：(1)本技术通过在第一输出控制线485A和第二输出控制线485B上设置第一稳压二极管VT1和第二稳压二极管VT2，来隔离雷击，当通信线遭到雷击时，瞬时高压通过第一输出控制线485A和第二输出控制线485B传输到第一稳压二极管VT1和第二稳压二极管VT2处，由于电压较高，第一稳压二极管VT1和第二稳压二极管VT2被反向击穿，导致信号线和接地线短路，瞬时高压直接对地释放，防止瞬时高压经接口芯片U1进入单片机及后续电路，保护电路不被烧毁；(2)本技术通过设置光电耦合器，来隔离电磁干扰，当现场环境出现强电磁干扰时，电磁干扰信号经通信线传输至光耦处，由于光电耦合器的利用光信号来传递电平，没有电气连接，因此干扰信号能够被阻挡在光电耦合器处，无法进入后续电路中，从而有效地保护了单片机及后续电路的正常工作；(3)本技术通过在第一输出控制线485A上设置上拉电阻R2、在第二输出控制线485B上设置下拉电阻R4，来保证接收芯片U1的通讯正常。由于RS487芯片的特性，接收器的检测灵敏度为±200mV，即当差分输入端的输出电压差VA－VB≥+200mV时，输出逻辑1，当差分输入端的输出电压差VA－VB≤－200mV时，输出逻辑0；第一输出控制线485A和第二输出控制线485B的电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定，如果总线上所有发送器被禁止时，即所有485芯片都处于接收态时，接收器输出状态不定，如果接收器的输出为1的话，则通讯正常，如果接收器的输出为0，会使接收器认为是新的一封信文的开始，从而导致通讯异常；因此，本技术中，第一输出控制线485A经上拉电阻R2连接电源正极，第二输出控制线485B经下拉电阻R4接地，使得接收芯片U1的强制总线空闲时总线电平VA－VB≥+200mV，保证接收芯片U1输出为1，保证通讯正常；(4)本技术在第一输出控制线485A和第二输出控制线485B上各串接一只热敏电阻进行总线隔离，当MAX487芯片损坏导致短路时，由于热敏电阻的存在，总线不会被“拉死”，提高通信的可靠性；第一电阻R1和第三电阻R3均为正温度系数的热敏电阻，当总线上电流过大的时候，阻值会迅速升高，电流恢复正常值时，电阻降低，恢复正常通讯，防止MAX487芯片被烧毁。本技术结构简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗干扰能力的通信装置，其特征在于：包括接口芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一电容、隔离电路及隔离芯片，所述接口芯片的接收器输出端、接收器输出使能端、驱动器输出使能端及驱动器输入端均经隔离电路与单片机相连，接口芯片的接收器同相输入端经第一电阻连接第一输出控制线，接口芯片的接收器同相输入端经第二电阻连接隔离芯片的输出正电压端，接口芯片的接收器同相输入端还经第一稳压二极管连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的接收器反相输入端经第三电阻连接第二输出控制线，接收芯片的接收器反相输入端经第四电阻连接隔离芯片的输出地端，第四电阻两端并联有第二稳压二极管，接收芯片的电源端连接连接隔离芯片的输出正电压端，接收芯片的电源端还经第一电容连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的地端连接隔离芯片的输出地端。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗干扰能力的通信装置，其特征在于：包括接口芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一电容、隔离电路及隔离芯片，所述接口芯片的接收器输出端、接收器输出使能端、驱动器输出使能端及驱动器输入端均经隔离电路与单片机相连，接口芯片的接收器同相输入端经第一电阻连接第一输出控制线，接口芯片的接收器同相输入端经第二电阻连接隔离芯片的输出正电压端，接口芯片的接收器同相输入端还经第一稳压二极管连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的接收器反相输入端经第三电阻连接第二输出控制线，接收芯片的接收器反相输入端经第四电阻连接隔离芯片的输出地端，第四电阻两端并联有第二稳压二极管，接收芯片的电源端连接连接隔离芯片的输出正电压端，接收芯片的电源端还经第一电容连接隔离芯片的输出地端，接收芯片的地端连接隔离芯片的输出地端。2.如权利要求1所述的一种具有抗干扰能力的通信装置，其特征在于：所述隔离电路包括第一隔离电路、第二隔离电路及第三隔离电路，所述第一隔离电路采用第一光电耦合器，第一光电耦合器的LED正极连接电源正极，第一光电耦合器的LED负极经第五电阻连接单片机的串行数据发送端，第一光电耦合器的集电极连接接口芯片的驱动器输入端，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玮，谢永涛，张超，叶继明，石建国，孟金甫，
申请(专利权)人：河南力安测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41