阅读说明：本技术 半双工通讯电路、装置和电器设备 (Half-duplex communication circuit, device and electrical equipment ) 是由 檀冲 秦东 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半双工通讯电路、装置和电器设备,包括两个收发模块；每个收发模块均包括发送端口、发送单元、接收端的信号输出串口和接收单元。在两个通讯对象进行通讯过程中,只需一个收发模块中的发送端口接收到一个通讯对象的通讯信号后,将接收的通讯信号经该收发模块中发送单元和另一个收发模块中接收单元发送给另一个收发模块中的接收端口后,再由另一个收发模块中的接收端口发送给另一个通讯对象,这样,在不设置通讯模块的前提下,实现了两个通讯对象的通讯,减少了电器元件的使用,降低了产品生产成本,同时,由于采用半双工通讯技术,两个通讯对象之间只需一条通讯线即可进行通讯,产品内部布线简单,降低了产品设计难度。(The invention discloses a half-duplex communication circuit, a half-duplex communication device and electrical equipment, which comprise two transceiver modules; each transceiver module comprises a sending port, a sending unit, a signal output serial port of a receiving end and a receiving unit. In the process of communicating two communication objects, after a transmitting port in one transceiver module receives a communication signal of one communication object, the received communication signal is transmitted to a receiving port in the other transceiver module through a transmitting unit in the transceiver module and a receiving unit in the other transceiver module, and then is transmitted to the other communication object through a receiving port in the other transceiver module.)

半双工通讯电路、装置和电器设备

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种半双工通讯电路、装置和电器设备。

背景技术

现如今市场上各种各样的电器设备功能越来越多，电器设备中往往需要设置多个控制芯片，利用控制芯片之间的通讯实现各种功能。

通常情况下，电器设备中控制芯片之间的通讯，往往需要设置R485等专用的通讯模块才能实现。但是，对于吸尘器、扫地机器人等电器设备而言，由于其内部空间较小，额外的设置通讯模块，所使用的通讯线数量较多，使得产品设计难度较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种半双工通讯电路、装置和电器设备，以解决现有技术中在较小空间内设置通讯模块进行通讯时，所使用的通讯线数量较多，使得产品设计难度较大的问题。

针对上述问题，本发明提供了一种半双工通讯电路，包括第一收发模块和第二收发模块；

所述第一收发模块包括第一发送端口、第一发送单元、第一接收端口和第一接收单元；

所述第二收发模块包括第二发送端口、第二发送单元、第二接收端口和第二接收单元；

所述第一发送端口、所述第一发送单元、所述第二接收单元和所述第二接收端口依次相连，所述第一发送端口用于接收第一通讯信号，将所述第一通讯信号经所述第一发送单元、所述第二接收单元发送至所述第二接收端口；

所述第二发送端口、所述第二发送单元、所述第一接收单元和所述第一接收端口依次相连，所述第二发送端口用于接收第二通讯信号，将所述第二通讯信号经由所述第二发送单元、所述第一接收单元发送至第一接收端口。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第一通讯信号为第一控制芯片的输出信号；所述第二通讯信号为第二控制芯片的输出信号；

所述第一发送端口用于接收第一通讯信号，将所述第一通讯信号经所述第一发送单元、所述第二接收单元发送至所述第二接收端口，包括：

所述第一发送端口接收到所述第一控制芯片的输出信号后，经由所述第一发送单元、所述第二接收单元的变换得到所述第二控制芯片的输入信号，并经由所述第二接收端口将所述第二控制芯片的输入信号发送给第二控制芯片；

所述第二发送端口用于接收第二通讯信号，将所述第二通讯信号经由所述第二发送单元、所述第一接收单元发送至第一接收端口，包括：

所述第二发送端口接收到第二控制芯片的输出信号后，经由所述第二发送单元、所述第一接收单元的转换得到所述第一控制芯片的输入信号，并经由所述第一接收端口将所述第二控制芯片的输入信号发送给第一控制芯片。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，若所述第一发送端口接收到所述第一控制芯片的输出信号，所述第一发送单元向所述第二接收单元输出与所述第一控制芯片的输出信号相对应的第一转换信号；所述第二接收单元向第二控制芯片输出与所述第一转换信号相对应的第二转换信号作为所述第二控制芯片的输入信号；所述第二接收端口将所述第二控制芯片的输入信号发送给所述第二控制芯片；

若所述第二发送端口接收到所述第二控制芯片的输出信号，所述第二发送单元向所述第一接收单元输出与所述第二控制芯片的输出信号相对应的第三转换信号；所述第一接收单元向所述第一控制芯片输出与所述第三转换信号相对应的第四转换信号作为所述第一控制芯片的输入信号；所述第一接收端口将所述第一控制芯片的输入信号发送给所述第一控制芯片。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第一转换信号与所述第一控制芯片的输出信号为相反的电平信号；

所述第二控制芯片的输入信号与所述第一控制芯片的输出信号为相同的电平信号；

所述第二转换信号与所述第二控制芯片的输出信号为相反的电平信号；

所述第一控制芯片的输入信号与所述第二控制芯片的输出信号为相同的电平信号。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第一接收单元还与所述第一发送单元相连；所述第二接收单元还与所述第二发送单元相连；

所述第一发送单元向所述第一接收单元输出所述第一转换信号，以使所述第一接收单元与所述第二接收单元同步输出所述第二控制芯片的输入信号；

所述第一接收单元还用于将所述第二控制芯片的输入信号反馈给所述第一控制芯片，以便所述第一控制芯片检测到所述第二控制芯片的输入信号与所述第一控制芯片的输出信号的电平不一致时，重新输出所述第一控制芯片的输出信号；

所述第二发送单元向所述第二接收单元输出所述第三转换信号，以使所述第一接收单元与所述第二接收单元同步输出所述第一控制芯片的输入信号；

所述第二接收单元还用于将所述第一控制芯片的输入信号反馈给所述第二控制芯片，以便所述第二控制芯片检测到所述第一控制芯片的输入信号与所述第二控制芯片的输出信号的电平不一致时，重新输出所述第二控制芯片的输出信号。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第一发送单元包括第一发送端的限流电阻、第一发送端的下拉电阻和第一发送端的场效应管；

所述第一发送端的限流电阻的第一端与所述第一发送端口相连；所述第一发送端的限流电阻的第二端与所述第一发送端的场效应管的控制端相连；

所述第一发送端的下拉电阻的第一端与所述第一发送端的场效应管的控制端相连；所述第一发送端的下拉电阻的第二端与接地端相连；

所述第一发送端的场效应管的第一驱动端分别与所述第一接收单元和所述第二接收单元相连；

所述第一发送端的场效应管的第二驱动端与所述接地端相连。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第一接收单元包括第一接收端的限流电阻、第一接收端的下拉电阻、第一接收端的场效应管和第一接收端的上拉电阻；

所述第一接收端的限流电阻的第一端分别与所述第一发送端的场效应管的第一驱动端、所述第二发送单元和电源端相连；所述第一接收端的限流电阻的第二端与所述第一接收端的场效应管的控制端相连；

所述第一接收端的下拉电阻的第一端与所述第一接收端的场效应管的控制端相连；所述第一接收端的下拉电阻的第二端与所述接地端相连；

所述第一接收端的场效应管的第一驱动端与所述第一接收端口相连；所述第一接收端的场效应管的第二驱动端与所述接地端相连；

所述第一接收端的上拉电阻的第一端与所述第一接收端口相连，所述第一接收端的上拉电阻的第二端与所述电源端相连。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第二发送单元包括第二发送端的限流电阻、第二发送端的下拉电阻和第二发送端的场效应管；

所述第二发送端的限流电阻的第一端与所述第二发送端口相连；所述第二发送端的限流电阻的第二端与所述第二发送端的场效应管的控制端相连；

所述第二发送端的下拉电阻的第一端与所述第二发送端的场效应管的控制端相连；所述第二发送端的下拉电阻的第二端与所述接地端相连；

所述第二发送端的场效应管的第一驱动端分别与所述第二接收单元、所述第一接收端的限流电阻的第一端和所述电源端相连；

所述第二发送端的场效应管的第二驱动端与所述接地端相连。

进一步地，上述所述的半双工通讯电路中，所述第二接收单元包括第二接收端的限流电阻、第二接收端的下拉电阻、第二接收端的场效应管和第二接收端的上拉电阻；

所述第二接收端的限流电阻的第一端分别与所述第一发送端的场效应管的第一驱动端、所述第二发送端的场效应管的第一驱动端和所述电源端相连；所述第二接收端的限流电阻的第二端与所述第二接收端的场效应管的控制端相连；

所述第二接收端的下拉电阻的第一端与所述第二接收端的场效应管的控制端相连；所述第二接收端的下拉电阻的第二端与所述接地端相连；

所述第二接收端的场效应管的第一驱动端与所述第二接收端口相连；所述第二接收端的场效应管的第二驱动端与所述接地端相连；

所述第二接收端的上拉电阻的第一端与所述第二接收端口相连，所述第二接收端的上拉电阻的第二端与所述电源端相连。

本发明还提供一种半双工通讯装置，包括第一控制芯片、第二控制芯片和如上所述的半双工通讯电路；

所述第一控制芯片与所述第二控制芯片通过所述半双工通讯电路进行通讯。

本发明还提供一种电器设备，设置有如上所述的半双工通讯装置。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明的半双工通讯电路、装置和电器设备，在两个通讯对象进行通讯过程中，只需一个收发模块中的发送端口接收到一个通讯对象的通讯信号后，将接收的通讯信号经该收发模块中发送单元和另一个收发模块中接收单元发送给另一个收发模块中的接收端口后，再由另一个收发模块中的接收端口发送给另一个通讯对象，这样，在不设置通讯模块的前提下，实现了两个通讯对象的通讯，减少了电器元件的使用，降低了产品生产成本，同时，由于采用半双工通讯技术，两个通讯对象之间只需一条通讯线即可进行通讯，产品内部布线简单，降低了产品设计难度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的半双工通讯电路一种实施例的拓扑图；

图2为本发明的半双工通讯电路另一种实施例的拓扑图；

图3为本发明的半双工通讯装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

实施例一

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种半双工通讯电路。

图1为本发明的半双工通讯电路一种实施例的拓扑图，如图1所示，本实施例的半双工通讯电路可以包括第一收发模块10和第二收发模块11；第一收发模块10包括第一发送端口TX_A、第一发送单元U1、第一接收端口RX_A和第一接收单元U2；第二收发模块11包括第二发送端口TX、第二发送单元U3、第二接收端口RX和第二接收单元U4。其中，第一发送端口TX_A、第一发送单元U1、第二接收单元U4和第二接收端口RX依次相连，第一发送端口TX_A用于接收第一通讯信号，将第一通讯信号经第一发送单元U1、第二接收单元U4发送至第二接收端口RX。具体地，第一通讯信号优选为第一控制芯片的输出信号(第一控制芯片在图中未示出，其中，第一控制芯片与第一收发模块10通讯连接)，第一发送端口接收到第一控制芯片的输出信号后，经由第一发送单元、第二接收单元的变换得到第二控制芯片的输入信号，并经由第二接收端口将第二控制芯片的输入信号发送给第二控制芯片(第二控制芯片在图中未示出，其中，第二控制芯片与第二收发模块11通讯连接)。第二发送端口TX、第二发送单元U3、第一接收单元U2和第一接收端口RX_A依次相连，第二发送端口TX用于接收第二通讯信号，将第二通讯信号经由第二发送单元U3、第一接收单元U2发送至第一接收端口RX_A。具体地，第二通讯信号为第二控制芯片的输出信号，第二发送端口接收到第二控制芯片的输出信号后，经由第二发送单元、第一接收单元的转换得到第一控制芯片的输入信号，并经由第一接收端口将第二控制芯片的输入信号发送给第一控制芯片。

本实施例中，若第一发送端口TX_A接收到第一控制芯片的输出信号，第一发送单元U1向第二接收单元U4输出与第一控制芯片的输出信号相对应的第一转换信号；第二接收单元U4向第二控制芯片输出与第一转换信号相对应的第二转换信号作为第二控制芯片的输入信号；第二接收端口RX将第二控制芯片的输入信号发送给第二控制芯片；其中，第一转换信号与第一控制芯片的输出信号为相反的电平信号；第二控制芯片的输入信号与第一控制芯片的输出信号为相同的电平信号。例如，第一控制芯片的输出信号为高电平信号“1”时，第一发送单元U1输出的第一转换信号为低电平信号“0”，第二接收单元U4输出的第二控制芯片的输入信号为高电平信号“1”；第一控制芯片的输出信号为低电平信号“0”时，第一发送单元U1输出的第一转换信号为高电平信号“1”，第二接收单元U4输出的第二控制芯片的输入信号为低电平信号“0”。这样，第一控制芯片通过本发明的半双工通讯电路即可与第二控制芯片进行通讯。

同理，若第二发送端口TX接收到第二控制芯片的输出信号，第二发送单元U3向第一接收单元U2输出与第二控制芯片的输出信号相对应的第三转换信号；第一接收单元U2向第一控制芯片输出与第三转换信号相对应的第四转换信号作为第一控制芯片的输入信号；第一接收端口RX_A将第一控制芯片的输入信号发送给第一控制芯片。其中，第二转换信号与第二控制芯片的输出信号为相反的电平信号；第一控制芯片的输入信号与第二控制芯片的输出信号为相同的电平信号。

本实施例的半双工通讯电路，在两个通讯对象进行通讯过程中，只需一个收发模块中的发送端口接收到一个通讯对象的通讯信号后，将接收的通讯信号经该收发模块中发送单元和另一个收发模块中接收单元发送给另一个收发模块中的接收端口后，再由另一个收发模块中的接收端口发送给另一个通讯对象，这样，在不设置通讯模块的前提下，实现了两个通讯对象的通讯，减少了电器元件的使用，降低了产品生产成本，同时，由于采用半双工通讯技术，两个通讯对象之间只需一条通讯线即可进行通讯，产品内部布线简单，降低了产品设计难度。

实施例二

图2为本发明的半双工通讯电路另一种实施例的拓扑图，如图2所示，本实施例的半双工通讯电路在上述实施例的基础上，将第一接收单元U2还与第一发送单元U1相连；第二接收单元U4还与第二发送单元U3相连。

在一个具体实现过程中，第一发送单元U1向第一接收单元U2输出第一转换信号，以使第一接收单元U2与第二接收单元U4同步输出第二控制芯片的输入信号；这样，第一接收单元U2能够将第二控制芯片的输入信号反馈给第一控制芯片，以便第一控制芯片检测到第二控制芯片的输入信号与第一控制芯片的输出信号的电平不一致时，可以判断出此次通讯的数据失效，重新输出第一控制芯片的输出信号。

同理，第二发送单元U3向第二接收单元U4输出第三转换信号，以使第一接收单元U2与第二接收单元U4同步输出第一控制芯片的输入信号；第二接收单元U4还用于将第一控制芯片的输入信号反馈给第二控制芯片，以便第二控制芯片检测到第一控制芯片的输入信号与第二控制芯片的输出信号的电平不一致时，可以判断出此次通讯的数据失效，重新输出第二控制芯片的输出信号。

本实施例的半双工通讯电路，在两个控制芯片进行通讯过程中，一个收发模块中的发送端口接收到一个控制芯片的输出信号后，还可以利用该收发模块中的接收单元进行自校验，以提高通讯的可靠性。

进一步地，如图1-图2所示，第一发送单元U1包括第一发送端的限流电阻R1、第一发送端的下拉电阻R2和第一发送端的场效应管Q1；第一发送端的限流电阻R1的第一端与第一发送端口TX_A相连；第一发送端的限流电阻R1的第二端与第一发送端的场效应管的控制端Q11相连；第一发送端的下拉电阻R2的第一端与第一发送端的场效应管的控制端Q11相连；第一发送端的下拉电阻R2的第二端与接地端GND相连；第一发送端的场效应管的第一驱动端Q13分别与第一接收单元U2和第二接收单元U4相连；第一发送端的场效应管的第二驱动端Q12与接地端GND相连。

第一接收单元U2包括第一接收端的限流电阻R3、第一接收端的下拉电阻R4、第一接收端的场效应管Q2和第一接收端的上拉电阻R10；第一接收端的限流电阻R3的第一端分别与第一发送端的场效应管的第一驱动端Q13、第二发送单元U3和电源端VCC相连；第一接收端的限流电阻R3的第二端与第一接收端的场效应管的控制端Q21相连；第一接收端的下拉电阻R4的第一端与第一接收端的场效应管的控制端Q21相连；第一接收端的下拉电阻R4的第二端与接地端GND相连；第一接收端的场效应管的第一驱动端Q23与第一接收端口RX_A相连；第一接收端的场效应管的第二驱动端Q22与接地端GND相连；第一接收端的上拉电阻R10的第一端与第一接收端口RX_A相连，第一接收端的上拉电阻R10的第二端与电源端VCC相连。

第二发送单元U3包括第二发送端的限流电阻R5、第二发送端的下拉电阻R6和第二发送端的场效应管Q3；第二发送端的限流电阻R5的第一端与第二发送端口TX相连；第二发送端的限流电阻R5的第二端与第二发送端的场效应管的控制端Q31相连；第二发送端的下拉电阻R6的第一端与第二发送端的场效应管的控制端Q31相连；第二发送端的下拉电阻R6的第二端与接地端GND相连；第二发送端的场效应管的第一驱动端Q33分别与第二接收单元U4、第一接收端的限流电阻R3的第一端和电源端VCC相连；第二发送端的场效应管的第二驱动端Q32与接地端GND相连。

第二接收单元U4包括第二接收端的限流电阻R7、第二接收端的下拉电阻R8、第二接收端的场效应管Q4和第二接收端的上拉电阻R11；第二接收端的限流电阻R7的第一端分别与第一发送端的场效应管的第一驱动端Q13、第二发送端的场效应管的第一驱动端Q33和电源端VCC相连；第二接收端的限流电阻R7的第二端与第二接收端的场效应管的控制端Q41相连；第二接收端的下拉电阻R8的第一端与第二接收端的场效应管的控制端Q41相连；第二接收端的下拉电阻R8的第二端与接地端GND相连；第二接收端的场效应管的第一驱动端Q43与第二接收端口RX相连；第二接收端的场效应管的第二驱动端Q42与接地端GND相连；第二接收端的上拉电阻R11的第一端与第二接收端口RX相连，第二接收端的上拉电阻R11的第二端与电源端VCC相连。

在一个具体实现过程中，本实施例的半双工通讯电路的工作原理如下：

第一发送端口TX_A发送高电平信号“1”，第一发送端的场效应管Q1导通，且第一发送端的场效应管Q1的第一驱动端Q13为低电平信号“0”，此时，第一接收端的场效应管Q2和第二接收端的场效应管Q4截止，第一接收端的场效应管Q2的第一驱动端Q23和第二接收端的场效应管Q4的第一驱动端Q43均为高电平信号“1”，第二接收端口RX输出高电平信号“1”，第一接收端口RX_A输出高电平信号“1”，若因通讯故障等原因，可能会导致第一接收端口RX_A输出低电平信号“0”，此时，可以确定此次通讯数据无效，需要重新发送通讯信号。若连续发现通讯数据无效的次数达到预设阈值，可以确定通讯电路存在错误，第一控制芯片可以输出报警提示，以便对通讯电路进行检测。

同理，第一发送端口TX_A发送低电平信号“0”，第一发送端的场效应管Q1截止，且第一发送端的场效应管Q1的第一驱动端Q13为高电平信号“1”，此时，第一接收端的场效应管Q2和第二接收端的场效应管Q4导通，第一接收端的场效应管Q2的第一驱动端Q23和第二接收端的场效应管Q4的第一驱动端Q43均为低电平信号“0”，第二接收端口RX输出低电平信号“0”，第一接收端口RX_A输出低电平信号“0”，若因通讯故障等原因，可能会导致第一接收端口RX_A输出高电平信号“1”，此时，可以确定此次通讯数据无效，需要重新发送通讯信号。这样完成主控制芯片和从控制芯片之间通讯信号的传输和自校验。

实施例三

图3为本发明的半双工通讯装置实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的半双工通讯装置，包括第一控制芯片30、第二控制芯片31和上述实施例的半双工通讯电路32；其中，第一控制芯片30与第二控制芯片31通过半双工通讯电路32进行通讯，且第一控制芯片30可以与半双工通讯电路32中的第一收发模块10通讯连接，第二控制芯片31可以与半双工通讯电路32中的第二收发模块11通讯连接；当然，第一控制芯片30可以与半双工通讯电路32中的第二收发模块11通讯连接，第二控制芯片31可以与半双工通讯电路32中的第一收发模块10通讯连接；至于第一控制芯片30和第二控制芯片31与半双工通讯电路32的具体通讯连接方式可以根据实际情况进行设定，在此不做一一限定。

实施例四

本发明还提供一种电器设备，该电器设备设置有上述实施例的半双工通讯装置。其中，该电器设备优选为内部空间较小的微型电器设备，例如，吸尘器和/或扫地机器人等。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。