一种Mbus接口控制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种Mbus接口控制电路，包括电平控制参考模块，根据主机发送的控制信号生成参考电压，将参考电压发送到电压转换及逻辑控制模块；信号采样接收模块，对电压转换及逻辑控制模块进行电流信号采样，根据采样信号生成传输到主机的数据信号；逻辑限流保护模块，根据采样信号生成控制电压，并将控制电压发送到电压转换及逻辑控制模块；电压转换及逻辑控制模块，根据参考电压和控制电压控制M_BUS接口模块的电流信号通断，将电流信号传输到信号采样接收模块；M_BUS接口模块，用于连接后级MBUS从机电路。本发明专利技术通过硬件电路之间的逻辑控制，实现对MBUS线路的过流保护、上断电和信号传输控制，最大程度的降低损耗，大大提高了MBUS电路的稳定性和可靠性。

An Mbus Interface Control Circuit

The invention provides an Mbus interface control circuit, which includes a level control reference module, which generates a reference voltage according to the control signal sent by the host computer, sends the reference voltage to the voltage conversion and logic control module, and a signal sampling receiving module which sampled the current signal of the voltage conversion and logic control module, and generates the data signal transmitted to the host computer according to the sampling signal. Current limiting protection module generates control voltage according to sampling signal and sends control voltage to voltage conversion and logic control module; voltage conversion and logic control module transmits current signal to signal sampling receiving module according to current signal interruption of reference voltage and control voltage control M_BUS interface module; M_BUS interface module is used to connect the subsequent MBUS slave circuit. Through logical control between hardware circuits, the invention realizes over-current protection, power-off and signal transmission control of MBUS lines, reduces losses to the greatest extent, and greatly improves the stability and reliability of MBUS circuits.

【技术实现步骤摘要】
一种Mbus接口控制电路
本专利技术涉及通信和物联网
，尤其涉及一种Mbus接口控制电路。
技术介绍
仪表总线(meterbus,M-Bus)是一种新型总线结构，M-Bus主要特点是经由两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据，而各个子站(以不同的ID确认)并联在M-Bus总线上。将M-Bus用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统中时，可对相关数据或信号进行采集并传递至集中器，然后再通过相应的接口传至主站。利用M-Bus可大大简化住宅小区，办公场所等能耗智能化管理系统的布线和连接，且具有结构简单、造价低廉、可靠性高的特点。现有技术中，常用的M-Bus电路包括以下几种类型：1)通过前级滤波差分放大电路和信号输出电路的逻辑组合来提高接收信号的强度、增强信号输出稳定性，从而增加了节点带载数量，提高了电路的负载能力以及电路信号的抗干扰能力，该方案没有电流异常检测的功能，一旦后极出现短路等过流问题，很容易造成前级的电路烧坏，且不可恢复；另外，由于该方案采用了多级放大电路以及滤波电路，使得仅仅MBUS接收电路就十分复杂，若再增加发送相关电路，则整个MBUS接口会更加复杂，体积更加庞大，成本也会更高。2)电路通过分立元器件搭建起来的，必须配合单片机等控制器来实现完整的过载保护，信号传输和供电的功能，这使得整个系统反应速度较慢，并可能存在系统挂死的风险，可靠性低。3)通过简化分立原件数量，来完成M-BUS接口电路，通过三极管和分压电阻的控制，实现MCU数据的收发，在该电路设计上，由于三极管的差异，该方案会导致不同工作电路，触发电流不相同，影响产品的一致性，且容易导致接受数据端RX处于中间状态，进而导致采样数据混淆；另外限流保护功能直接使用的是过流保护器件，一旦后极有短路现象，过流器件将会保护，断开电路，此次必须通过人工更换器件来恢复接口电路的功能，电路不具有自恢复功能，实用性差。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种Mbus接口控制电路。本专利技术实施例提供了一种Mbus接口控制电路，包括电压转换及逻辑控制模块以及分别与所述电压转换及逻辑控制模块连接的电平控制参考模块、逻辑限流保护模块、信号采样接收模块和M_BUS接口模块；所述电平控制参考模块，与主机连接，用于根据主机发送的控制信号生成参考电压，并将所述参考电压发送到电压转换及逻辑控制模块；所述信号采样接收模块，与所述逻辑限流保护模块连接，用于对所述电压转换及逻辑控制模块进行电流信号采样，根据采样信号生成传输到主机的数据信号，并将采样信号发送到所述逻辑限流保护模块；所述逻辑限流保护模块，用于根据所述采样信号生成控制电压，并将所述控制电压发送到所述电压转换及逻辑控制模块；所述电压转换及逻辑控制模块，用于根据所述参考电压和所述控制电压控制所述M_BUS接口模块的电流信号通断，同时将电流信号传输到所述信号采样接收模块；所述M_BUS接口模块，用于连接后级MBUS从机电路。其中，所述电平控制参考模块包括电阻器R1、R2、R3、R11、NMOS管K1、PMOS管K2，主机的TXD接口与所述NMOS管K1的栅极相连，所述NMOS管K1的源极与地网络相连，所述NMOS管K1的漏极与所述电阻器R1的一端相连，所述电阻器R1的另一端与电源网络V1相连，所述NMOS管K1的漏极还与所述PMOS管K2的栅极相连，所述PMOS管K2的漏极与电阻器R11的一端相连，所述电阻器R11的另一端与电源网络V1相连，所述PMOS管K2的源极同时与电阻器R2、R3和所述电压转换及逻辑控制模块相连，电阻器R2的另一端与电源网络V1相连，电阻器R3的另一端与地网络相连。其中，所述逻辑限流保护模块包括电阻器R6、R7、比较器U1和PMOS管K4，所述电阻器R6的一端连接电源网络V1，另一端连接电阻器R7的一端，同时连接比较器U1的第3管脚，所述电阻器R7的另一端连接地网络，所述比较器U1的第4管脚与信号采样接收模块相连，所述比较器U1的第5管脚与电源网络V1连接。所述比较器U1的第2管脚与地网络相连，所述比较器U1的第1管脚与所述PMOS管K4的栅极相连，所述PMOS管K4的漏极与电源网络V1相连，所述PMOS管K4的源极与电压转换及逻辑控制模块相连接。其中，所述信号采样接收模块包括采样电阻R8，比较器U3，采样放大器U4以及电阻器R9、R10，所述采样电阻R8的一端分别与电源网络V2、所述采样放大器U4的第3管脚连接，所述采样电阻R8的另一端分别与所述采样放大器U4的第2管脚、所述电压转换及逻辑控制模块相连接，所述采样放大器U4的第4管脚与电源网络V2相连接，所述采样放大器U4的第5管脚与地网络连接，所述采样放大器U4的第1管脚分别与所述比较器U3的第4管脚和逻辑限流保护模块连接，所述电阻器R9一端与电源网络V1连接，所述电阻器R9另一端分别与电阻器R10的一端、所述比较器U3的第3管脚连接，所述电阻器R10的另一端与地网络连接，所述比较器U3的第5管脚与电源网络V1连接，所述比较器U3的第1管脚与所述主机的RXD接口连接，所述比较器U3的第2管脚与地网络连接。其中，所述电压转换及逻辑控制模块包括第一运放模块U2、PMOS管K3、电阻器R4和R5，所述第一运放模块U2的第2管脚与所述电平控制参考模块连接，所述第一运放模块U2的第3管脚分别与所述逻辑限流保护模块、电阻器R4和R5连接点P1相连，所述第一运放模块U2的第4管脚与电源网路V2连接，所述第一运放模块U2的第5管脚与地网络连接，所述第一运放模块U2的第1管脚与所述PMOS管K3的栅极连接；所述PMOS管K3的源极分别与所述电阻器R4一端和所述M_BUS接口模块相连接，所述PMOS管K3的漏极与所述信号采样接收模块相连；所述电阻器R4的另一端与电阻器R5的一端相连接，电阻器R5的另一端分别与地网络和M_BUS接口模块相连接。其中，所述M_BUS接口模块包括MBUS+接口和MBUS-接口。其中，所述PMOS管K3的源极与所述M_BUS接口模块的MBUS+接口相连接，所述电阻器R5的另一端与M_BUS接口模块的MBUS-接口相连接。其中，所述第一运放模块U2的第3管脚与所述逻辑限流保护模块的所述PMOS管K4的源极相连接。其中，所述Mbus接口控制电路还包括通信接口，所述电平控制参考模块的NMOS管K1的栅极通过所述通信接口与所述主机的TXD接口连接，所述信号采样接收模块的比较器U3的第1管脚通过所述通信接口与所述主机的RXD接口连接。本专利技术实施例提供的Mbus接口控制电路，通过集成元器件搭建起来的电路，完全通过硬件电路之间的逻辑控制，来实现对MBUS线路的过流保护、上断电和信号传输控制，尤其是电路在完成过流保护的检测和逻辑控制过程，响应速度快，可最大程度的降低损耗，且具有自恢复功能，由于逻辑控制均采用硬件电路实现的，集成度高，大大提高了MBUS电路的稳定性和可靠性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Mbus接口控制电路，其特征在于，包括电压转换及逻辑控制模块以及分别与所述电压转换及逻辑控制模块连接的电平控制参考模块、逻辑限流保护模块、信号采样接收模块和M_BUS接口模块；所述电平控制参考模块，与主机连接，用于根据主机发送的控制信号生成参考电压，并将所述参考电压发送到电压转换及逻辑控制模块；所述信号采样接收模块，与所述逻辑限流保护模块连接，用于对所述电压转换及逻辑控制模块进行电流信号采样，根据采样信号生成传输到主机的数据信号，并将采样信号发送到所述逻辑限流保护模块；所述逻辑限流保护模块，用于根据所述采样信号生成控制电压，并将所述控制电压发送到所述电压转换及逻辑控制模块；所述电压转换及逻辑控制模块，用于根据所述参考电压和所述控制电压控制所述M_BUS接口模块的电流信号通断，同时将电流信号传输到所述信号采样接收模块；所述M_BUS接口模块，用于连接后级MBUS从机电路。

【技术特征摘要】
1.一种Mbus接口控制电路，其特征在于，包括电压转换及逻辑控制模块以及分别与所述电压转换及逻辑控制模块连接的电平控制参考模块、逻辑限流保护模块、信号采样接收模块和M_BUS接口模块；所述电平控制参考模块，与主机连接，用于根据主机发送的控制信号生成参考电压，并将所述参考电压发送到电压转换及逻辑控制模块；所述信号采样接收模块，与所述逻辑限流保护模块连接，用于对所述电压转换及逻辑控制模块进行电流信号采样，根据采样信号生成传输到主机的数据信号，并将采样信号发送到所述逻辑限流保护模块；所述逻辑限流保护模块，用于根据所述采样信号生成控制电压，并将所述控制电压发送到所述电压转换及逻辑控制模块；所述电压转换及逻辑控制模块，用于根据所述参考电压和所述控制电压控制所述M_BUS接口模块的电流信号通断，同时将电流信号传输到所述信号采样接收模块；所述M_BUS接口模块，用于连接后级MBUS从机电路。2.根据权利要求1所述的Mbus接口控制电路，其特征在于，所述电平控制参考模块包括电阻器R1、R2、R3、R11、NMOS管K1、PMOS管K2，主机的TXD接口与所述NMOS管K1的栅极相连，所述NMOS管K1的源极与地网络相连，所述NMOS管K1的漏极与所述电阻器R1的一端相连，所述电阻器R1的另一端与电源网络V1相连，所述NMOS管K1的漏极还与所述PMOS管K2的栅极相连，所述PMOS管K2的漏极与电阻器R11的一端相连，所述电阻器R11的另一端与电源网络V1相连，所述PMOS管K2的源极同时与电阻器R2、R3和所述电压转换及逻辑控制模块相连，电阻器R2的另一端与电源网络V1相连，电阻器R3的另一端与地网络相连。3.根据权利要求1所述的Mbus接口控制电路，其特征在于，所述逻辑限流保护模块包括电阻器R6、R7、比较器U1和PMOS管K4，所述电阻器R6的一端连接电源网络V1，另一端连接电阻器R7的一端，同时连接比较器U1的第3管脚，所述电阻器R7的另一端连接地网络，所述比较器U1的第4管脚与信号采样接收模块相连，所述比较器U1的第5管脚与电源网络V1连接。所述比较器U1的第2管脚与地网络相连，所述比较器U1的第1管脚与所述PMOS管K4的栅极相连，所述PMOS管K4的漏极与电源网络V1相连，所述PMOS管K4的源极与电压转换及逻辑控制模块相连接。4.根据权利要求1所述的Mbus接口控制电路，其特征在于，所述信号采样接收模块包括采样电阻R8，比较器U3，采样放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东闯，郭聪聪，洗启源，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，京信通信系统广州有限公司，京信通信技术广州有限公司，天津京信通信系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44