单线供电数据传输电路及传输方法技术

本发明专利技术提出了一种单线供电数据传输电路及传输方法，数据控制模块根据需要传输的待发送数据来控制输出功率控制模块，从而控制负载模块所消耗或所能提供给其它电路的能量。由于负载模块的负载功率对应多个电压信号，因此，可以在保持负载功率不变的情况下，通过改变数据控制模块的输出信号，以改变上拉电阻上的电压，即改变发送数据值，同时能够避免在传输逻辑零电平时消耗存储的电能，从而实现逻辑数据的传输或者模拟信号的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单线数据传输领域，尤其涉及一种单线供电数据传输电路及传输方法。
技术介绍
电子设备中的数据交换有多种多样的协议，其中一种带上拉电阻且可供电的单线传输协议，它是一种传输数字信号的协议(比如由美国达拉斯半导体公司专利技术的One-Wire，OW协议)，其可以应用至个人电脑、平板电脑、手机、MP3或MP4等。由于此协议具有简单且占用管脚少等优点从而得到了广泛的应用。但是由于上拉电阻的供电原理是上拉电阻一端接主机的电源，另一端接公共的单线数据线。主机和从机以此线来进行数据的交换，同时从机经过一个二极管和一个电容来存储从电阻上所得到的电能同时起到整流的作用。从机为了上传数据，一般的方法是通过不同阻值的电阻或使用推挽或开漏输出级，在数据线上产生不同的电压，实现数据的传输。此方法的最大的问题是，从机的逻辑驱动不管是用推挽驱动或开漏驱动或者电阻切换驱动，都需要额外的电能。特别是由于单线传输协议系统的电能只能从单线上取得，当传输的逻辑零电平时(线上电平为低或零)，并不能提供电能，因此传输的逻辑零电平持续的时间不能太长，以免消耗完所有的所储存的电能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单线供电数据传输电路及传输方法，能够避免在传输逻辑零电平时消耗存储的电能。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种单线供电数据传输电路，用于从机和主机之间进行数据交换，包括：上拉电阻、数据控制模块及输出功率控制模块，所述数据控制模块的输入端接待发送数据，所述数据控制模块的输出端接所述输出功率控制模块的一个输入端，所述输出功率控制模块的另一输入端接所述上拉电阻，所述输出功率控制模块的输出端接负载模块，所述上拉电阻的电压为发送数据。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述输出功率控制模块包括放大器、MOS器件及DC/DC转换模块，所述放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述放大器的输出接所述MOS器件的栅极，所述MOS器件的源极接所述DC/DC转换模块的输出端，所述DC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述输出功率控制模块包括放大器、稳压反馈回路及DC/DC转换模块，所述放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述稳压反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端接所述放大器输出端，所述第二电阻一端接所述放大器输出端，另一端接所述DC/DC转换模块输出端，所述DC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述输出功率控制模块包括整流放大器、MOS器件及AC/DC转换模块，所述整流放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述整流放大器的输出接所述MOS器件的栅极，所述MOS器件的源极接所述AC/DC转换模块的输出端，所述AC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述输出功率控制模块包括整流放大器、稳压反馈回路及AC/DC转换模块，所述整流放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述稳压反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端接所述整流放大器输出端，所述第二电阻一端接所述整流放大器输出端，另一端接所述AC/DC转换模块输出端，所述AC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，串联一低压差线性稳压器至所述AC/DC转换模块和负载模块之间。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述负载模块为2个，所述输出功率控制模块包括比较器、反相器、二极管、电容和2个MOS器件，所述比较器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，一个MOS管的栅极接所述比较器的输出端，漏极接一个负载模块，另一个MOS管的栅极通过所述反相器接所述比较器的输出端，漏极接另一个负载模块，所述二极管正端接所述上拉电阻，负端接所述电容的正端及两个MOS器件的源极，所述电容的负端接地。进一步的，在所述的单线供电数据传输电路中，所述MOS器件为NMOS器件或PMOS器件。在本专利技术中，还提出了一种单线供电数据传输方法，采用如上文所述的单线供电数据传输电路进行数据的传输，包括步骤：由所述单线供电数据传输电路获得负载功率与发送数据之间的曲线关系；由数据控制模块输入端的待发送数据调节负载功率，改变发送数据值，以进行数据传输。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，同一个负载功率对应两个发送数据值，定义其中一个发送数据值为高电平，另一个发送数据值为低电平，所述负载功率存在一个极值，所述极值对应一个发送数据值，定义极值对应的发送数据值为高电平或低电平。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，选择多个负载功率点，对应多个发送数据值，实现传输多值逻辑数据的传输。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，负载模块为2个，所述数据控制模块通过选择其中一个负载模块的开启和关闭，改变发送数据值，以进行数据传输。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，所述输出功率控制模块包括比较器、反相器和2个MOS器件，控制所述数据控制模块的输出信号始终大于或小于比较器的另一输入信号，实现负载模块的开启和关闭。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，当从机无需进行数据上传时，所述数据控制模块控制输出功率控制模块处于提供最大负载功率的状态，或者所述数据控制模块根据其它模块的耗电数据计算并优化出最佳供电的负载功率，或者从机处于休眠状态或处于最小功耗状态。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，从机以低阻下拉或功率调制下拉单线上的电压，唤醒主机，所述从机以功率调制上传数据。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，主机以低阻下拉至低电平并释放所述单线上电压，唤醒从机，从机接受主机下传数据。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，从机接收主机数据时，主机驱动单线，从机断开数据控制模块及输出功率控制模块并开启负载模块，从单线上取电。进一步的，在所述的单线供电数据传输方法中，所述单线接多个从机，根据主机的下传数据判断是否开启从机。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：数据控制模块根据需要传输的待发送数据来控制输出功率控制模块，从而控制负载模块所消耗或所能提供给其它电路的能量。由于负载模块的负载功率对应多个电压信号，因此，可以在保持负载功率不变的情况下，通过改变数据控制模块的输出信号，以改变上拉电阻上的电压，即改变发送数据值，同时能够避免在传输逻辑零电平时消耗存储的电能，从而实现逻辑数据的传输或者模拟信号的传输。附图说明图1为本专利技术实施例一中单线供电数据传输电路的原理结构示意图；图2为本专利技术实施例一中负载功率与发送数据之间的曲线图；图3为本专利技术实施例一中待发送数据、输出信号及发送数据时序图；图4为本专利技术实施例一中单线供电数据传输电路的结构示意图；图5为本专利技术实施例二中单线供电数据传输电路的结构示意图；图6为本专利技术实施例三中单线供电数据传输电路的结构示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的单线供电数据传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单线供电数据传输电路，用于从机和主机之间进行数据交换，其特征在于，包括：上拉电阻、数据控制模块及输出功率控制模块，所述数据控制模块的输入端接待发送数据，所述数据控制模块的输出端接所述输出功率控制模块的一个输入端，所述输出功率控制模块的另一输入端接所述上拉电阻，所述输出功率控制模块的输出端接负载模块，所述上拉电阻所在的单线上的电压为发送数据。

【技术特征摘要】
1.一种单线供电数据传输电路，用于从机和主机之间进行数据交换，其特征在于，包括：上拉电阻、数据控制模块及输出功率控制模块，所述数据控制模块的输入端接待发送数据，所述数据控制模块的输出端接所述输出功率控制模块的一个输入端，所述输出功率控制模块的另一输入端接所述上拉电阻，所述输出功率控制模块的输出端接负载模块，所述上拉电阻所在的单线上的电压为发送数据。2.如权利要求1所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，所述输出功率控制模块包括放大器、MOS器件及DC/DC转换模块，所述放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述放大器的输出接所述MOS器件的栅极，所述MOS器件的源极接所述DC/DC转换模块的输出端，所述DC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。3.如权利要求1所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，所述输出功率控制模块包括放大器、稳压反馈回路及DC/DC转换模块，所述放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述稳压反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端接所述放大器输出端，所述第二电阻一端接所述放大器输出端，另一端接所述DC/DC转换模块输出端，所述DC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。4.如权利要求1所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，所述输出功率控制模块包括整流放大器、MOS器件及AC/DC转换模块，所述整流放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，所述整流放大器的输出接所述MOS器件的栅极，所述MOS器件的源极接所述AC/DC转换模块的输出端，所述AC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。5.如权利要求1所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，所述输出功率控制模块包括整流放大器、稳压反馈回路及AC/DC转换模块，所述整流放大器的一个输入端接所述数据控制模块的输出端，另一个输入端接所述上拉电阻，
\t所述稳压反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端接所述整流放大器输出端，所述第二电阻一端接所述整流放大器输出端，另一端接所述AC/DC转换模块输出端，所述AC/DC转换模块的输入端接所述上拉电阻。6.如权利要求4或5所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，串联一低压差线性稳压器至所述AC/DC转换模块和负载模块之间。7.如权利要求1所述的单线供电数据传输电路，其特征在于，所述负载模块为2个，所述输出功率控制模块包括比较器、反相器、二极管、电容和2个MOS器件，所述比较器的一个输入端接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，
申请(专利权)人：杭州纳雄科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33