單片機通信技術-(編輯修改稿)
2025-08-09 21:53 本頁面
【文章內容簡介】 RO、DI 引腳，控制信號R/D 同樣經(jīng)光電隔離電路去控制SP485R 芯片的DE和/RE 引腳。由微處理器輸出的R/D 信號通過光電隔離器件控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號為“1”，則SP485R 芯片的DE 和/RE 引腳為“1”，發(fā)送器有效，接收器禁止，此時微處理器可以向RS485 總線發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)；R/D 信號為“0”，則SP485R 芯片的DE和/RE 引腳為“0”，發(fā)送器禁止，接收器有效，此時微處理器可以接收來自RS485 總線的數(shù)據(jù)字節(jié)。任一時刻，SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個處于工作狀態(tài)。連接至A 引腳的上拉電阻R連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網(wǎng)絡失效保護，以提高RS485 節(jié)點與網(wǎng)絡的可靠性。使用DCDC 器件可以產(chǎn)生1 組與微處理器電路完全隔離的電源輸出，用于向RS485 收發(fā)器電路提供+5V 電源。電路中光耦器件的速率將會影響RS485 電路的通訊速率。圖4中選用了NEC 公司的光耦器件PS2501 芯片，受PS2501 芯片的響應速率影響，這一示范RS485 接口電路的通訊速率只可保障在19200bps 速率下正常工作；如果需要達到更高的RS485 通訊速率，則需要選用響應速度更快的光耦器件，比如Agilent 公司的超高速光耦元件。圖4：SP485R 的隔離RS485 電路SP485R 芯片本身集成了有效的ESD 保護措施。但為了更加可靠地保護RS485 網(wǎng)絡，確保系統(tǒng)安全，我們通常還會額外增加一些保護電路。當然，我們使用在圖4中介紹的保護電路，同樣可以對SP485R 芯片起到良好的保護效果。③、上電抑制電路由多個RS485 收發(fā)器連接而成的RS485 多機網(wǎng)絡中，任一時刻只能夠有一個RS485發(fā)送器工作在“發(fā)送”狀態(tài)，其余節(jié)點必須工作在“接收”狀態(tài)；這稱為“單主/多從”通訊方式。在一個RS485 網(wǎng)絡中同時有2 個或更多個RS485 收發(fā)器工作在“發(fā)送”狀態(tài)將會導致數(shù)據(jù)丟失、產(chǎn)生錯誤，嚴重的甚至損壞RS485 收發(fā)器，使RS485 網(wǎng)絡癱瘓。因此，在設計階段時就應仔細考慮，避免后期可能出現(xiàn)的種種事故隱患。圖5所示實例介紹了在一個應用系統(tǒng)上電階段的RS485 接口電路設計竅門。RS485接口電路實現(xiàn)系統(tǒng)的通訊功能，但僅是一個完整系統(tǒng)中的一個有機部分，當然受到微處理器的狀態(tài)控制。當微處理器在上電時，串行通訊接口的控制信號SCI_DE 并不能夠確定處于高或低電平狀態(tài)，這可能會導致該單元在上電階段向RS485 網(wǎng)絡發(fā)送一組“無效”數(shù)據(jù)，破壞原來正常的網(wǎng)絡通訊功能。設計時增加一組由RCDU1 簡單元件組成的上電抑制電路，即可以避免在應用系統(tǒng)上電時出現(xiàn)網(wǎng)絡通訊事故。圖5：RS485 接口電路的上電抑制 RS485 自動換向電路前面的電路中，都使用了一個串行通訊接口的控制信號SCI_DE 來控制RS485 收發(fā)器的發(fā)送器/接收器使能引腳。圖6則演示了另一種自動控制RS485 芯片的發(fā)送器/接收器使能引腳的方式，通常稱作為RS485 接口電路的自動換向功能。圖6：RS485 接口電路的自動換向圖6所示電路中，當TXD 信號為“1”，即無輸入信號時，SP485R 芯片工作在“接收”狀態(tài)；當TXD 為“0”，即有信號輸入時，即執(zhí)行發(fā)送功能時，來自TXD 信號上的有效電平將自動禁能接收器，使能發(fā)送器，從而將TXD 信號發(fā)送到RS485 網(wǎng)絡。RS485 接口電路的自動換向功能可以有很多種可實現(xiàn)的不同電路形式，但其基本內容都是由TXD 信號來控制RS485 芯片中接收器/發(fā)送器的開關切換。由于RS485 接口電路的自動換向將占用一部分接口電路的切換時間開銷、信號驅動開銷，因此，這一種低成本的RS485 接口電路可能并不適合所有的RS485 應用。比如，在需要可靠性或高速度長距離，尤其在節(jié)點較多、負載重的情況下，強烈建議選用前面介紹的獨立控制的RS485 接口電路收/發(fā)控制方法。RS485 通訊協(xié)議RS485 標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議；因此，用戶需要在RS485 應用網(wǎng)絡的基礎上建立自己的應用層通信協(xié)議。由于RS485 標準是基于PC 的UART 芯片上的處理方式，因此，其通訊協(xié)議也規(guī)定了串行數(shù)據(jù)單元的格式（8N1 格式）：1 位邏輯0 的起始位，6/7/8 位數(shù)據(jù)位，1 位可選擇的奇(ODD)/偶(EVEN)校驗位，1/2 位邏輯1 的停止位。目前，RS485 在國內有著非常廣泛的應用，許多領域，比如工業(yè)控制、電力通訊、智能樓宇等都經(jīng)常可以見到具有RS485 接口電路的設備。但是，這些設備采用的用戶層協(xié)議都不相同；這些設備之間并不可以直接連接通訊。比如，很多具有RS485 接口電路的用戶設備采用自己制定的簡單通訊協(xié)議，或是直接取自ModBus 協(xié)議(AscII/RTU 模式)中的一部分功能。在電力通訊領域，當前國家現(xiàn)在執(zhí)行的行業(yè)標準中，頒布有按設備分類的各種通訊規(guī)約，如CDT、SC180u4F、 規(guī)約和1995 年的IEC608705101 傳輸規(guī)約、1997 年的國際101 規(guī)約的國內版本DL/T6341997規(guī)約；在電表應用中，國內大多數(shù)地區(qū)的廠商采用多功能電能表通訊協(xié)議(DL/T6451997)。國內江蘇、浙江、上海地區(qū)以及北京的電表廠商采用多功能電能表通訊協(xié)議(DL/T6451997)作為電表的遠程控制通訊協(xié)議；這是一個在RS485 網(wǎng)絡中實現(xiàn)應用的行業(yè)標準。下面我們簡單的做以說明。通訊字節(jié)格式，如圖7所示。圖7：通信字節(jié)格式傳送方向從低到高位，一個起始位、一個停止位、一個偶校驗位、8 位數(shù)據(jù)位，總共11位。 網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)幀格式，如圖8所示。圖8：數(shù)據(jù)幀格式地址域：當?shù)刂肺?9H時，為廣播地址，同時當從控制器接收到一幀數(shù)據(jù)時，地址域相同時應響應命令，取得總線控制權，當響應命令之后，應把總線控制權歸還給主控器。命令碼：執(zhí)行
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1