1 问题的提出 在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485 通信接口所组成的工控设备网络
这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络
从目前解决单片机之间中长距离通信的诸多方案分析来看,RS-485 总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域
但 RS485 总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点,如不注意一些细节的处理,常出现通信失败甚至系统瘫痪等故障,因此提高 RS-485总线的运行可靠性至关重要
图 1 RS485 通信接口原理图 2 硬件电路设计中需注意的问题 2
1 电路基本原理 某节点的硬件电路设计如图 1 所示,在该电路中,使用了一种RS-485 接口芯片SN75LBC184,它采用单一电源 Vcc,电压在+3~+5
5 V 范围内都能正常工作
与普通 的RS-485 芯片相比,它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8 kV 的静电放电冲击,片内集成4 个瞬时过压保护管,可承受高达400 V 的瞬态脉冲电压
因此,它能显著提高防止雷电损坏器件的可靠性
对一些环境比较恶劣的现场,可直接与传输线相接而不需要任何外加保护元件
该芯片还有一个独特的设计,当输入端开路时,其输出为高电平,这样可保证接收器输入端电缆有开路故障时,不影响系统的正常工作
另外,它的输入阻抗为 RS485标准输入阻抗的2 倍(≥24 kΩ),故可以在总线上连接 64 个收发器
芯片内部设计了限斜率驱动,使输出信号边沿不会过陡,使传输线上不会产生过多的高频分量,从而有效扼制电磁干扰
在图 1 中,四位一体的光电耦合器 TLP521 让单片机与 SN75LBC184 之间完全没有了电的联系,提高了工作的可靠性
基本原理为:当单片机 P1
6=0 时,光电耦合器的发光二极管发