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RS422RS485网络的无极性接线设计

发布时间:2020-02-16 04:52编辑:使用说明浏览(159)

      现在的很多测控系统是使用RS422或RS485总线总线)根有极性的差分信号来传输的,不能将其反接。当传输距离长或节点多时,在线路上的分续线盒也会很多,很容易将信号线在传输途中接反,从而造成信号无法正常传输。虽然可以查出故障点,但在分线盒很多时,也是一件很费时的事情。为了布线方便,分续线盒的数量往往大于总线上的模块数。对于室内系统,线路一般外加PVC线槽甚至暗埋于墙体内;对于室外系统,线路一般架空或地下走线,造成对线路反接问题的查找和修正很困难。另一方面,为了施工方便,也应允许在途中随意,不分极性。为此,需要各模块既能接收图1(b)所示的正相信号,也能接收图1(c)所示的极性可能反相的RS422、RS485信号。

      对于那些采取未经任何编码调制的基带信号来传输数据的RS422/485系统,图1中由于接线错误将造成收信方无法正确接收数据;但如对信号进行适当的调制后,即使途中出现接线错误,收方仍然能正确接收到数据,即在布线施工中可以无极性布线。

      下面分别给出使用未调制信号和调制信号传输数据2种情况下的无极性接线设计方法。先讨论使用未编码调制信号的情况。

      2 、RS422信号线的无极性接线总线使用收发分开的信号线根信号线接收器能够接收总线(c),首先要检测到接线的错误,其次才是更正接线错误。这里希望通过网络模块电路来修正接线错误,而不是通过更正错误的传输线) 人工修正方法对于MCU的UART来说,无信号传送时,TX引脚为1电平,因此,RS422驱动器的A端会为高电平,B端为低电平,此时,在接收模块的A端也应为固定高电平。图2电路中,在一个接收端和GND之间连接一个LED,从而可以据此判断该端是和发送端A相连,还是和发送端B相连,然后通过4位拨码开关SW来人工调整模块总线驱动器接收输入的连接。

      人工修正方法需要发送模块在软件上进行配合。在调整时,发送方不能发送数据,也就是总线上的差动电压为固定的。这种方法,虽然有些麻烦,但在一些情况下,比起检查和修正线路来还是要简便一些。

      如果在总线驱动器之间用电磁继电器(或模拟开关)代替拔码开关SW,就可以通过软件来自动控制总线A、B端的切换。检查是否存在错误接线也可通过软件进行,只要发送端发送一个和收方约定的固定内容数据,如果收方不能正确收到,则表明接线错误,就控制继电器切换总线连接;否则,不切换。必须注意的是,使用模拟开关时,应注意对线路阻抗和传输速度的影响。

      3、RS485信号线的无极性接线总线中的发送和接收信号共用一对线,使用的驱动器可分为两类:一类是像SN75176之类的驱动器,在驱动器内部已经将Rx和Tx信号接到一起;另一类是使用RS422方式的驱动器,如发送和接收使用2个芯片,如SN75177(接收驱动器)加SN75178(发送驱动器),或者收发驱动器集成在1个芯片上,如SNLBC75179、MAX488、MAX490等,热释红外模块这种情况下,在线路板上将收发的同相端短接。对于后者(使用收发引脚独立的驱动器),无极性设计的方法仍然类同于RS422方式;对于前者,由于收发信号的同相端在驱动器内部已经短路,无法在接收驱动器增加电路,不能达到无极性信号传输的目的。

      以上方法只适合于点对多点的主从式RS422/485网络。对于RS422网络来说,在主模块中的接收驱动器不能加修正电路,而应调整到发送模块的发送端。因为在从模块发送而主模块接收的情况下,可能部分模块和主模块之间的连接正确,部分模块和主模块之间的连接错误。对于RS485网络来说,只要在从模块的驱动器接收端增加调整电路就可以了。

      由此可见,经差分曼彻斯特编码的信号,见图3(b),经过由于接线错误变成反相的波形后,见图3(c),仍然符合此定义,从而可以解调出原始数据信号。

      为了在RS422/485网络中实现差分曼彻斯特编码,需要在UART和RS422/485芯片之间增加编码电路。差分曼彻斯特编码属于自同步编码,因此需要时钟。对于工作于异步方式的UART来说,可以使用GAL器件完成编码和解码,但用于控制UART异步传输的波特率时钟和编码电路时钟必须使用同一时钟源。以下给出图4所示的实现框图,具体实现电路这里不再详细叙述。也可以使用专用芯片完成编码和解码,比如采用Echelon公司的FTT-10A收发器。该收发器对信号进行差分曼彻斯特编码调制后传输(同时包含一个隔离变压器)。

      6、直流供电的无极性接线 V直流对所有模块进行供电,如线 V电源,较短时使用+5 V或+12 V电源。同信号线一样,电源线也同样存在反接问题,基于同样目的和原因,模块也应能使用正相和反相接线种情况的输入电源。和信号不同,热释红外模块2根电源线虽然可能反接,线间的电位差始终是一个极性,要么为正,要么为负,因此,可以在模块电源输入处增加一个整流电桥,在电桥的输出端就始终能得到正极性的+24 V或+12 V、+5 V电压供自己使用了,如图5所示。

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