1个串口用1根线实现多机半双工通信+开机控制电路

最新推荐文章于 2024-11-18 06:45:00 发布

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#单片机 #stm32 #硬件工程

该电路设计用于主机通过一根数据线与两个从机进行双向通信，主机控制从机开机和关闭。主机利用UART_TX通过二极管D2和D3发送数据，从机通过类似方式响应。从机的开机逻辑依赖于主机的LINE_L线保持高电平，而数据传输则需要约定主机先发送，从机依次响应并切换发送状态，以避免数据冲突。二极管选择需考虑压降，确保MCU能准确识别电平变化。

功能需求：
主机使用一个串口，与两个从机进行双向通信，主机向从机发送数据，从机能够返回数据，由于结构限制，主机与从机之间只有3根线（电源、地、数据线），并且从机上没有设物理的电源开关，需要通过与主机连接的数据线来控制开机，总结如下：
1、数据线只有1根
2、能够双向通信
3、主机能够控制从机开机
4、主机可以单独向1个从机发数据，也可以同时向两个从机发送数据

根据需求，设计出如下电路：在这里插入图片描述

工作原理分析：
VCC_24V_IN 、GND、LINE_L（LINE_R）三根线接线连接到从机，电源开启电路是从机内部的电源控制。
开机的逻辑：*
主机先上电，LINE_L因为主机的R1上拉而有高电平，使Q6导通，Q5的G极电压被拉低而导通，VCC_24V电压向从机供电，从机MCU启动后，将PWR_EN拉高，维持电源导通。
关机的连逻辑：
从机MCU将PWR_EN拉低，Q7截止，当主机关机后，LINE_L没有电压，Q6截止，Q5的G极电压变高而截止，从机断电。

主机向从机发送数据：
主机的UART_TX脚输出低电平时，D2\D3二极管是正向导通，将L_RX拉低，输出高电平时，D2\D3二极管是反向截止，L_RX保持高电平，实现了主机向从机发送数据；而L_TX因为D1的隔离，保持电平不变；UART_RX会则通过D4又收到了TX发来的数据，因此在发送数据时，软件要把RX功能先失能。
工作条件：1、主机的TX_EN1为低电平，Q2截止；2、RX接收失能；3、从机的TX失能;

从机向主机发送数据：
从机的TX发送数据，与主机的发送工作原理相同。<