一种M‑Bus总线主机电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种M‑Bus总线主机电路，总线具有正、负端，主机电路外接从机，包括：电源转换电路、数据发送调制电路、数据采样电路、数据接收解析电路、总线过载保护电路及MCU；电源转换电路分别与其它五个电路连接，提供电力；数据发送调制电路分别与MCU、总线过载保护电路连接；总线过载保护电路与数据采样电路连接，数据采样电路与数据接收解析电路皆连接至总线负端；数据接收解析电路的输入为采样电压，然后将从机返回数据的解析结果输出至MCU；总线过载保护电路的输入为阈值电压和采样电压；数据采样电路接地。本实用新型专利技术负载能力大，且可自适应负载数量，有较强的适应性。

A M Bus bus master circuit

The utility model discloses a M Bus bus master circuit, bus has positive and negative side, the external circuit from the host machine, including: power conversion circuit, data modulation circuit, data sampling circuit, data receiving circuit analysis, bus overload protection circuit and MCU; power conversion circuit is respectively connected with the other. The five circuit provides power; data transmission modulation circuit is respectively connected with the MCU bus connection, overload protection circuit; bus overload protection circuit and data acquisition circuit, data sampling circuit and data receiving circuit analysis are all connected to the negative terminal of the input data bus; receiving circuit analysis for sampling voltage, the analytical results and then return data from the machine output to MCU; bus overload protection circuit for the input threshold voltage and voltage sampling; data sampling circuit grounding. The utility model has the advantages of large load capacity, adaptive load quantity and strong adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种M-Bus总线主机电路
本技术涉及通讯
，尤其适用于热表、水表、电表、气表的M-Bus总线通讯，具体涉及一种M-Bus总线主机数据发送与接收电路。
技术介绍
M-Bus(Metering-Bus的缩写)是一种专门为计量仪表数据远程传输而设计的主从式半双工总线，采用“主站主叫-从站应答”的方式通讯，是测量仪表数据数字化的一种重要技术。M-Bus总线是两线制总线，虽然分为总线正端和负端，但连接负载时不用区分正负极性，为具体应用带来很大便利。M-Bus总线采用独特的电气信号传输数据，主机端以+24V、+36V电压变化的形式发送信号，从机端返回数据时，以改变自身阻抗，间接改变总线电流的形式向主机端返回信号，这种电气信号很大程度地提高了系统抗干扰性。虽然目前M-Bus总线在计量仪表行业中已经获得广泛应用，但仍然没有一种通用的M-Bus总线主机端电路形式，各个厂家自行设计的M-Bus主机电路结构不一，但普遍结构复杂、负载能力较小、数据接收解析能力受总线负载从机数量影响等缺点。
技术实现思路
针对现有技术缺陷，本技术提出一种M-Bus总线主机电路，其结构简单、负载量大、可自适应总线从机数量，具有总线过载保护功能，且只需要一路+24V电源供电。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种M-Bus总线主机电路，所述M-Bus总线具有正端和负端，所述M-Bus总线主机电路外接总线从机，包括：电源转换电路、数据发送调制电路、数据采样电路、数据接收解析电路、总线过载保护电路以及MCU(MicrocontrollerUnit；微控制单元，又称单片机)；其中，所述电源转换电路分别与所述数据发送调制电路、所述数据采样电路、所述数据接收解析电路、所述总线过载保护电路以及所述MCU相连接，以提供电力；所述数据发送调制电路与所述总线过载保护电路相连接，所述数据发送调制电路的输入信号为MCU的发送信号，调制后的输出信号经所述总线过载保护电路输出到M-Bus总线的正端；所述总线过载保护电路还与所述数据采样电路相连接，所述数据采样电路与所述数据接收解析电路皆连接至M-Bus总线的负端；所述数据接收解析电路的输入为所述数据采样电路的采样电压，输出为根据所述采样电压的变化解析得到的总线从机返回数据的解析结果；所述总线过载保护电路的输入为阈值电压和所述数据采样电路的采样电压，当总线电流过大时，采样电压高于阈值电压，这时限制总线输出，对M-Bus设备进行保护；所述MCU分别与所述数据发送调制电路、所述数据接收解析电路相连接，所述MCU具有输入端和输出端，所述输入端接收来自所述数据接收解析电路的所述解析结果，所述输出端发送所述MCU的发送信号至所述数据发送调制电路；所述数据采样电路接地。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。优选地，所述电源转换电路的输入电压为+24V，输出电压为+36V和+5V。优选地，由MCU发送信号MCU-TX经光耦U3隔离转换为M-Bus-TX信号，光耦U3的M-Bus-TX信号引脚与电阻R2、R4相连，R2的另一端连接+36V电压，R4的另一端连接三极管Q2的基极，Q2的发射极接地，集电极与MOS管Q1的栅极连接，并且Q2的集电极经电阻R1连接到+36V上；MOS管Q1的源极连接+36V电压，漏极连接二极管D1的阳极；二极管D2的阳极与+24V电源相连，D1、D2的阴极连接到一起，作为M-Bus总线的正极端，经总线过载保护电路连接到M-Bus输出接口；+36V和+24V两路电压分别经二极管D1、D2连接到M-Bus总线正端。优选地，在总线过载保护电路中，采样电压Us输入到运放U2B反相输入端，U2B同相输入端连接电阻R8和电阻R9、R8另一端连接+5V电源，R9另一端接地；运放U2B的输出端通过电阻R6连接三极管Q4的基极，Q4的发射极接地，集电极通过电阻R7连接电阻R5和MOS管Q3的栅极，电阻R5的另一端连接MOS管Q3的源极，运放U2B构成一个比较器，电阻R8、R9分压产生总线过载阈值电压Uth输入U2B的同相输入端。优选地，所述采样电压Us经电阻R11连接到运放U1A的同相输入端，U1A的反相输入端与U1A的输出端连接到一起；运放U1A的输出端连接到运放U1B的同相输入端，U1B的反相输入端经电阻R18接地，并经电阻R17连接到U1B的输出端；运放U1B的输出端经电阻R15连接到运放U2A的同相输入端，同时运放U1B的输出端连接到肖特基二极管D3的阳极，D3的阴极经电阻R16连接到运放U2A的反相输入端；运放U2A的同相输入端经相并联的电容C4和电阻R14接地，同时U2A同相输入端经电容C1连接到U2A的输出端，运放U2A的输出为M-Bus总线接收数据解析后的信号M-Bus-RX；M-Bus-RX信号经光耦U4隔离转换为信号MCU-RX，MCU-RX作为最终解析结果输出到MCU。优选地，在数据采样电路中，在M-Bus总线的负端和地之间设有一个总线采样电阻R10。优选地，所述总线采样电阻为15欧姆，功率不小于2W。本技术的有益效果是：只需要一个+24V电源供电，结构简单，便于应用；负载能力大，总线电流可达266mA；接收M-Bus总线从机返回数据时，使用采用采样电容的动态采样电压作为参考电压，可自适应总线负载数量，总线负载从机数量对抄表结果无影响，具有较强的适应性，稳定性较高；具有总线过载保护功能，当总线负载过大或发生短路时，可自动限制总线电流在安全范围内，具有较高可靠性。附图说明图1为本技术的M-Bus总线主机电路的结构框图；图2为本技术的数据发送调制电路、总线过载保护电路和数据采样电路的电路图；图3为本技术的数据接收解析电路的电路图。在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：100电源转换电路200数据发送调制电路300数据采样电路400数据接收解析电路500总线过载保护电路600MCU具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。请参照图1所示，其为本技术的M-Bus总线主机电路的结构示意图。所述M-Bus总线具有正端和负端，所述M-Bus总线主机电路外接总线从机(图未示)；在本技术中，所述M-Bus总线主机电路包括：电源转换电路100、数据发送调制电路200、数据采样电路300、数据接收解析电路400、总线过载保护电路500以及MCU600，其中，所述电源转换电路100的输入电压为+24V，输出电压为+36V和+5V，为本技术的M-Bus总线主机电路提供所需电力。所述数据发送调制电路200与所述总线过载保护电路500相连接，所述数据发送调制电路200的输入信号为MCU向总线发送的信号MCU-TX，调制后的输出信号经所述总线过载保护电路500输出到M-Bus总线的正端；所述总线过载保护电路500还与所述数据采样电路300相连接，所述数据采样电路300与所述数据接收解析电路400皆连接至M-Bus总线的负端；当总线从机(图未示)有数据返回时，总线电流变化，引起所述数据采样电路300中采样电压Us变化，所述数据采样电路300将所述采样电压Us输入到所述数据接收解析电路40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种M‑Bus总线主机电路，所述M‑Bus总线具有正端和负端，所述M‑Bus总线主机电路外接总线从机，其特征在于，包括：电源转换电路、数据发送调制电路、数据采样电路、数据接收解析电路、总线过载保护电路以及MCU；其中，所述电源转换电路分别与所述数据发送调制电路、所述数据采样电路、所述数据接收解析电路、所述总线过载保护电路以及所述MCU相连接，以提供电力；所述数据发送调制电路与所述总线过载保护电路相连接，所述数据发送调制电路的输入信号为MCU的发送信号，调制后的输出信号经所述总线过载保护电路输出到M‑Bus总线的正端；所述总线过载保护电路还与所述数据采样电路相连接，所述数据采样电路与所述数据接收解析电路皆连接至M‑Bus总线的负端；所述数据接收解析电路的输入为所述数据采样电路的采样电压，输出为根据所述采样电压的变化解析得到的总线从机返回数据的解析结果；所述总线过载保护电路的输入为阈值电压和所述数据采样电路的采样电压，当总线电流过大时，采样电压高于阈值电压，这时限制总线输出，对M‑Bus设备进行保护；所述MCU分别与所述数据发送调制电路、所述数据接收解析电路相连接，所述MCU具有输入端和输出端，所述输入端接收来自所述数据接收解析电路的所述解析结果，所述输出端发送所述MCU的发送信号至所述数据发送调制电路；所述数据采样电路接地。...

【技术特征摘要】
1.一种M-Bus总线主机电路，所述M-Bus总线具有正端和负端，所述M-Bus总线主机电路外接总线从机，其特征在于，包括：电源转换电路、数据发送调制电路、数据采样电路、数据接收解析电路、总线过载保护电路以及MCU；其中，所述电源转换电路分别与所述数据发送调制电路、所述数据采样电路、所述数据接收解析电路、所述总线过载保护电路以及所述MCU相连接，以提供电力；所述数据发送调制电路与所述总线过载保护电路相连接，所述数据发送调制电路的输入信号为MCU的发送信号，调制后的输出信号经所述总线过载保护电路输出到M-Bus总线的正端；所述总线过载保护电路还与所述数据采样电路相连接，所述数据采样电路与所述数据接收解析电路皆连接至M-Bus总线的负端；所述数据接收解析电路的输入为所述数据采样电路的采样电压，输出为根据所述采样电压的变化解析得到的总线从机返回数据的解析结果；所述总线过载保护电路的输入为阈值电压和所述数据采样电路的采样电压，当总线电流过大时，采样电压高于阈值电压，这时限制总线输出，对M-Bus设备进行保护；所述MCU分别与所述数据发送调制电路、所述数据接收解析电路相连接，所述MCU具有输入端和输出端，所述输入端接收来自所述数据接收解析电路的所述解析结果，所述输出端发送所述MCU的发送信号至所述数据发送调制电路；所述数据采样电路接地。2.根据权利要求1所述的M-Bus总线主机电路，其特征在于，所述电源转换电路的输入电压为+24V，输出电压为+36V和+5V。3.根据权利要求2所述的M-Bus总线主机电路，其特征在于，由MCU发送的信号MCU-TX经光耦U3隔离转换为M-Bus-TX信号，光耦U3的M-Bus-TX信号引脚与电阻R2、R4相连，R2的另一端连接+36V电压，R4的另一端连接三极管Q2的基极，Q2的发射极接地，集电极与MOS管Q1的栅极连接，并且Q2的集电极经电阻R1连接到+36V上；MOS管Q1的源极连接+36V电压，漏极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晓洁，靳占军，
申请(专利权)人：烟台航天德鲁节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37