万方数据80应用方案|通信动器也可以通过RS-485收发器与控制器通信反馈天线的各种状态信息当电池组电量不足时可以外接15V稳压电源对系统供电电池组供电通路被切断同时还可以对电池组进行充电核心硬件设计镍镉电池充电和电源切换电路整个系统的电源分为15V外带稳压电源和12V镍镉电池组两种选择具有自动切换电源的功能这个电源系统既为AISG天线接口提供12V和24V直流工作电压(驱动总线上的各个驱动器)还为控制器系统提供5V的工作电压图2(a)是电源切换电路电池的正端接到P沟道MOS管的源极MOS管的栅极接外部电源线路并通过一个10KΩ下拉电阻接到地当镍镉电池组作为电源工作时MOS管栅极电平被拉为低电平电池通过MOS管输出电源因为该MOS管的内部电阻很小且10KΩ电阻具有阻流作用所以在该部分消耗的电能很小输出可以达到11.8V以上当外部稳压电源输入时MOS管栅极电平为15V大于源极MOS管关闭从而达到关闭电池的作用与此同时外部电源通过图2(b)的电路对电池组进行充电本设计中采用MAX713作为镍镉电池组的充电控制芯片该芯片能根据采样得到的充电电平斜率变化来切换快冲和涓流冲两种方式并具有自停止充电和提示充满功能24V电压由MIC2171升压芯片提供5V电压由7812和7805依次提供电源保护电路当系统工作电源稳定在5V左右时因为Q1的基极稳定在5.1V所以Q1始终关闭则MOS管U5的栅极电平被拉低为0MOS管导通当系统工作电压高于5V时Q1导通则MOS管的栅极被拉到接近源极的电平因此MOS管关闭切断系统电源(见图3)RS收发器及其保护电路由于RS-485总线上连接多个驱动器这种联网方式导致各设备间的共模电压很大所以须采用光电隔离器进行噪声隔离降低数据误判的几率本设计采用高速光耦芯片6N137因为对通信波特率的限制不是在现场总线而是在对信号进行隔离的光耦电路上此外由于电调天线均设在高处容易遭到雷击因此为保证控制器的系统工作安全提供了RS-485的防雷方案当雷击发生时感应过电压由RS-485A和RS-485B端引入G2G3进行共模防护G3进行差模保护此时过电压被大大削弱到约(a)(b)图2电池充电切换电路图图3电源保护电路图图4RS收发器及其保护电路图万方数据81ApplicationSolution|Communications500V左右在经过电阻R40和R41的限流TVS1和TVS2二次限压后到收发器的电压被钳制在6.8V左右从而实现了对收发器的保护(见图4)其他电路模块系统采用44的矩阵键盘为了降低MCU时刻扫描键盘而造成的功耗列线通过CD4082四通道与门与MCU的外部中断输入口连接每当有按键输入时就会通过外部中断通知MCU处理键值扫描这样将大大降低对电池的损耗另外为保证电池在使用过程中的安全和控制器的驱动能力正常运行使用mega16自带的ADC进行电池电量的实时检测若电量跌至9V则进行报警并锁键盘软件设计AISG协议要求主机总是控制着总线而从机只能应答来自主机的命令帧从机不允许独立发送任何数据或命令帧因此协议中包括了对数据链路层和应用层详尽的描述数据链路层描述AISG的数据链路层对命令或数据帧的封装分为主机和从机两种这里只对主机的封装进行说明主机的命令帧封装类型有6种见表1AISG设备地址应该存储于非易失性的存储设备中每当上电就能读取从机将比较从总线上接收到的帧地址域若和本机的地址符合将回复主机在AISG中有两个保留的地址分别是0x00和0xff地址0x00是在安装前预设的状态0xff是广播地址所有的从机都可以接收含有地址的信息帧主机与总线上的从机建立连接前必须配置连接在总线上的从机地址从机接收到该地址配置命令后先检查第一个PV域判断是否与本机的厂商ID或序列码相同若相同则将本机的地址值改为第二个PV域中的地址然后回复一个UA帧若从机发现第一个PV域中的ID值与本机不符但从机已使用第二个PV域中的地址值则强置本机地址值为0从而使自己与总线断开连接这是为了避免多个设备用同一个地址若两个PV域中的值都与本机不符则从机不作任何应答(注当设置好地址后从机将处于非连接状态)某些情况下总线上的设备厂商ID或序列码是不知道的或是错误记录此时可以使用设备扫描命令来确认连接的设备该命令使用XID帧格式每个接收到该命令的从机将用屏蔽码屏蔽自己的厂商ID若屏蔽后的ID值和命令中的唯一ID值相同则从机应答表1主机命令帧封装类型类型IRRSNRMDISCXIDUI图6发送命令和超时重传流程图5主程序和按键判断程序万方数据万方数据
