一种基于差分信号的单总线传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于差分信号的单总线传输装置，与现有技术相比解决了单IO总线无法基于TTL电平信号进行远距离传输的缺陷。本发明专利技术TTL输入输出电路用于将一个标准TTL电平的输入输出信号转换为输入和输出信号，输入输出互锁控制电路用于输入信号与输出信号之间进行互锁，控制芯片用于输入输出信号的单端和差分信号之间的相互转换；所述的IO输入输出口通过TTL输入输出电路与输入输出互锁控制电路相连，所述的输入输出互锁控制电路通过控制芯片与差分输入输出口相连。本发明专利技术实现了标准TTL电平进行远距离可靠传输，以低成本、低干扰实现了高速信号传输，且可以同时实现输入输出的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于差分信号的单总线传输装置
本专利技术涉及TTL信号与差分信号转换
，具体来说是一种基于差分信号的单总线传输装置。
技术介绍
现在电路结构技术中都经常用到TTL电平，TTL电平除其自身的优越性外也有很多缺陷，例如普通的TTL电平信号无法进行远距离的可靠性传输。而目前现有技术中为了解决此类问题的方法主要有=UfTTL电平转换为更高的电平信号；2、将TTL电平转换为差分信号；3、将TTL电平转换为光信号。然而更高的电平信号无法实现高速信号传输并且其对周围电路的干扰很高；差分信号只能够实现单向的输入或输出或需要二个IO来控制，实现输入输出在一对差分线上；光信号以其较高的成本使其无法在日常使用中普及。如何开发出一种成本低廉、可以基于单IO总线实现长距离快速传输的传输装置已经成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中现有技术中单IO总线无法基于TTL电平信号进行远距离传输的缺陷，提供一种基于差分信号的单总线传输装置来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下: 一种基于差分信号的单总线传输装置，包括IO输入输出口和差分输入输出口，还包括TTL输入输出电路、输入输出互锁控制电路和控制芯片，TTL输入输出电路用于将一个标准TTL电平的输入输出信号转换为输入和输出信号，输入输出互锁控制电路用于输入信号与输出信号之间进行互锁，控制芯片用于输入输出信号的单端和差分信号之间的相互转换；所述的IO输入输出口通过TTL输入输出电路与输入输出互锁控制电路相连,所述的输入输出互锁控制电路通过控制芯片与差分输入输出口相连。所述的TTL输入输出电路包括MOS管Ul和MOS管U2，所述的MOS管Ul的D端分别通过电阻R5连接单总线输入输出口、通过电阻R2连接电源VCC1，MOS管Ul的S端接地，MOS管Ul的G端与MOS管U2的D端相连，MOS管U2的S端接地，MOS管U2的G端连出RXD接口，MOS管U2的D端通过电阻R3连接电源VCC1，RXD接口通过电阻R4连接电源VCCl,电阻R5连出TXD接口。所述的输入输出互锁控制电路包括MOS管U3，TXD接口连入MOS管U3的S端，RXD接口连入MOS管U3的G端，MOS管U3的D端分别通过电阻R6连接电源VCCl、通过电阻Rl连接三极管的b端，三极管的e端接地，三极管的c端通过电阻R7连接电源VCC1。所述的差分输入输出口包括接口 A和接口 B，所述的控制芯片为高速半双工RS-485收发器，高速半双工RS-485收发器的型号为SP3485EN，高速半双工RS-485收发器的DI端口和GND端口接地、DE端口和RE端口连至三极管的c端、RO端口连接RXD接口、A端口连接接口 A、B端口连接接口 B、VCC端口连接电源VCC2，VCC端口与电源VCC2之间通过电容互联，GND端口与A端口之间接有电阻R8，A端口与B端口之间接有电阻R9，B端口与VCC端口之间接有电阻RlO。有益效果 本专利技术的一种基于差分信号的单总线传输装置，与现有技术相比实现了标准TTL电平进行远距离可靠传输，以低成本、低干扰实现了高速信号传输，且可以同时实现输入输出的功能。通过将普通TTL转换为差分信号，可以实现跨电路板和系统进行数据传输，实现更高速的数据传输速度，最高速度可达10M。由于只使用一个IO输入输出引脚，可以减少对于处理器的资源占用，减少电路板和系统之间通信互联的电缆数量。【附图说明】 图1为本专利技术的电路原理连接结构图 图2为本专利技术的电路连接图 其中，1-10输入输出口、2-TTL输入输出电路、3-输入输出互锁控制电路、4-控制芯片、5-差分输入输出口。【具体实施方式】为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下: 如图1所示，本专利技术所述的一种基于差分信号的单总线传输装置，包括IO输入输出口 I和差分输入输出口 5。IO输入输出口 I为TTL电路的总线接口，当前的单IO总线如maxim的1-wire总线，均无法进行长距离传输，差分输入输出口 5为差分信号的输入输出口。还包括TTL输入输出电路2、输入输出互锁控制电路3和控制芯片4，TTL输入输出电路2将一个标准TTL电平的输入输出信号转换为二个信号，分别为输入TXD和输出RXD,用于解决现在通行的单差分总线需要二个IO来控制的制约的问题。输入输出互锁控制电路3使用输入信号控制输出信号，进行互锁，以此来实现输入输出不同时的产生，避免总线上数据出错，即当总线上有数据输入时，禁止数据输出。控制芯片4实现输入输出的单端和差分信号之间的相互转换及输入输出分时传输在一对差分信号上。IO输入输出口 I通过TTL输入输出电路2与输入输出互锁控制电路3相连，所述的输入输出互锁控制电路3通过控制芯片4与差分输入输出口 5相连。TTL电平的输入输出信号经过转换后分为输入TXD和输出RXD信号，再经过输入输出互锁控制电路3以保证输入和输出之间不会互相影响后，再经过控制芯片4复合到差分输入输出口 5上。如图2所示，本专利技术的具体电路结构中，单总线输入输出口 IO连接TTL输入输出电路2，TTL输入输出电路2包括MOS管Ul和MOS管U2。MOS管Ul的D端通过电阻R5连接单总线输入输出口 10，电阻R5为限流保护电阻，起到保护作用。MOS管Ul的D端还通过电阻R2连接电源VCC1，MOS管Ul的S端接地，MOS管Ul的G端与MOS管U2的D端相连，此为MOS管Ul各引脚的连接关系。MOS管U2的S端接地，MOS管U2的G端连出RXD接口，RXD接口为输出端接口。MOS管U2的D端通过电阻R3连接电源VCC1，RXD接口通过电阻R4连接电源VCC1，电阻R5连出TXD接口。TXD接口为输入端接口，电源VCCl为3.3V电压。以上部分电路组件实现一个单独的IO 口转变成输入输出端口的过程，通过电阻R2、电阻R3、电阻R4、M0S管Ul和MOS管U2构造一个电路，将一个输入输出信号即IO接口，转换为一个输入和一个输出信号即TXD和RXD接口，从而只使用一个IO实现输入输出功能，可以减少对处理器的资源占用，减少电路板和系统之间通信互联的电缆数量。输入输出互锁控制电路3包括MOS管U3，TXD接口连入MOS管U3的S端，RXD接口连入MOS管U3的G端，MOS管U3的D端分别通过电阻R6连接电源VCCl、通过电阻Rl连接三极管Ql的b端，三极管Ql的e端接地，三极管Ql的c端通过电阻R7连接电源VCCl。差分输入输出口 5包括接口 A和接口 B，接口 A和接口 B为差分输入输出口 5。控制芯片4为高速半双工RS-485收发器U3，高速半双工RS-485收发器U3的型号为SP3485EN，用于控制信号的发送和接受。高速半双工RS-485收发器U3的DI端口和GND端口接地、DE端口和RE端口连至三极管Ql的c端、RO端口连接RXD接口、A端口连接接口 A、B端口连接接口 B、VCC端口连接电源VCC2，VCC端口与电源VCC2之间通过电容CI接地，GND端口与A端口之间接有电阻R8，A端口与B端口之间接有电阻R9，B端口与VCC端口之间接有电阻RlO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于差分信号的单总线传输装置，包括IO输入输出口（1）和差分输入输出口（5），其特征在于：还包括TTL输入输出电路（2）、输入输出互锁控制电路（3）和控制芯片（4），TTL输入输出电路（2）用于将一个标准TTL电平的输入输出信号转换为输入和输出信号，输入输出互锁控制电路（3）用于输入信号与输出信号之间进行互锁，控制芯片（4）用于输入输出信号的单端和差分信号之间的相互转换；所述的IO输入输出口（1）通过TTL输入输出电路（2）与输入输出互锁控制电路（3）相连，所述的输入输出互锁控制电路（3）通过控制芯片（4）与差分输入输出口（5）相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于差分信号的单总线传输装置，包括IO输入输出口( I)和差分输入输出口(5)，其特征在于:还包括TTL输入输出电路(2)、输入输出互锁控制电路(3)和控制芯片(4)，TTL输入输出电路(2)用于将一个标准TTL电平的输入输出信号转换为输入和输出信号，输入输出互锁控制电路(3)用于输入信号与输出信号之间进行互锁，控制芯片(4)用于输入输出信号的单端和差分信号之间的相互转换；所述的IO输入输出口(I)通过TTL输入输出电路(2 )与输入输出互锁控制电路(3 )相连，所述的输入输出互锁控制电路(3 )通过控制芯片(4)与差分输入输出口(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于差分信号的单总线传输装置，其特征在于:所述的TTL输入输出电路(2)包括MOS管Ul和MOS管U2，所述的MOS管Ul的D端分别通过电阻R5连接单总线输入输出口 10、通过电阻R2连接电源VCC1，MOS管Ul的S端接地，MOS管Ul的G端与MOS管U2的D端相连，MOS管U2的S端接地，MOS管U2的G端连出RXD接口，MOS管U2的D端通过电阻R3连接电源VCC1，RXD接口通...

【专利技术属性】
技术研发人员：代法刚，
申请(专利权)人：合肥卓远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：