零延時隔離技術的RS485總線節點設計

2021-01-16 OFweek維科網

  4 RS485總線零延時收發的實現

  在RS485總線節點電路設計中,一般要將收發器的接收允許(RE)和發送允許(DE)兩個引腳短接,由一根信號線來控制收發的切換。在控制電路中,一般用單片機I/O引腳來控制RS485收發器的收發轉換,這樣就需要由軟體來控制單片機I/O引腳的電平,以達到控制RS485收發轉換的目的。RS485 收發器通常處於接收狀態,當要發送數據時,由程序控制RE/DE變為高電平,串行通信單元發送數據;等待發送完畢後,程序再將RS485收發器轉換到接收狀態。發送完畢的標誌一般由串行通信的特定寄存器提供狀態指示,再由程序去查詢。這樣造成RS485通信存在以下問題:

  ◆在想要發送數據和真正能發送數據之間,存在一定的延時;

  ◆如果發送到接收的轉換時機不當,則會造成數據丟失;

  ◆在接收和發送數據轉換期間,容易引入幹擾,收到多餘的雜亂數據。

  在設計RS485總線接口電路時充分考慮到了總線的延時問題,應用一個高速的NPN三極體控制實現RS485總線的零延時收發,如圖2所示。

  不發送數據時,邏輯端TXD信號為高電平。此時Q1導通,使RE/DE信號線上為低電平,ADuM2483接收允許。發送數據時,若TXD為低電平,Q1 關斷,從而使RE/DE信號線上為高電平,發送允許,ADuM2483的輸出端A、B上產生表示低電平的差分信號。當TXD為高電平時,Q1導通,使 RE/DE信號線上為低電平,ADuM2483的A、B端處於高阻態。此時靠電阻R1和R2的上拉和下拉作用,使總線上產生正的差分信號,從而將TXD的高電平信號送出。

  由以上分析看出,在使用這個電路時,只要程序能保證不同時進行接收和發送的操作,即保證是半雙工傳送數據,則不必用軟體控制RE/DE進行接收和發送的轉換,可由硬體本身完成,從而提高了RS485總線接收、發送數據的高速率和高可靠性。

  結語

  本節點的設計採用新型集成隔離電路的RS485總線收發器ADuM2483,降低了系統的功耗,簡化了設計的結構,增強了系統的穩定性。採用硬體的零延時技術提高了節點的收發效率,提高了系統性能。經測試,效果良好,抗幹擾能力強,特別適合工業控制場合的應用。

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