SN75176芯片的發(fā)送和接收功能的轉(zhuǎn)換

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一，簡介

RS-485串行總線接口的傳輸信號方法為差分均衡方法，抗共模干擾工作能力很強(qiáng)，容許一對雙絞線上一個(gè)發(fā)送機(jī)驅(qū)動(dòng)器好幾個(gè)負(fù)載設(shè)備。工業(yè)工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中一般應(yīng)用總線標(biāo)準(zhǔn)開展數(shù)據(jù)傳輸，并且一般應(yīng)用RS-485串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)軟件都應(yīng)用MAX485芯片做為通訊控制器或各分機(jī)的CPU。MAX485芯片的構(gòu)造和引腳十分簡易，內(nèi)部帶有驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO和DI端分別是接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需與單片機(jī)的RXD和TXD連接；/RE和DE端分別是接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)/RE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，由于MAX485在半雙工狀態(tài)下工作，只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳；A端和B端分別是接收和發(fā)送的區(qū)別信號端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)/RE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，由于MAX485在半雙工狀態(tài)下工作，因此只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳；A端和B端分別是接收和發(fā)送的區(qū)別信號端，當(dāng)A引腳的電位高于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A端的電位低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)，接線非常簡單。只需一個(gè)信號控制MAX4855的接收和發(fā)送即可。利用單片機(jī)本身提供的簡易串行接口，再加上MAX48555等線路驅(qū)動(dòng)器，組合成一個(gè)簡單一的RS-48555通信網(wǎng)絡(luò)。本文中提到宿遷移技校控制電源系統(tǒng)，一臺主機(jī)與主機(jī)與2554544KBBPS。

二是多機(jī)通信原理，由RS-485方式構(gòu)成。

在單機(jī)組成的多機(jī)串行通信系統(tǒng)中，一般采用主從式結(jié)構(gòu)：從機(jī)組不主動(dòng)發(fā)單或數(shù)據(jù)，一切由主機(jī)控制。而在多機(jī)通信系統(tǒng)中，只有一個(gè)單機(jī)作為主機(jī)，每個(gè)機(jī)組之間不能互相通信，即使有信息交換也必須由主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。

將匹配電阻連接到總線的末端，吸收總線上的反射信號，確保正常傳輸信號干凈無毛刺。匹配電阻的值應(yīng)與總線的特性阻抗相當(dāng)。

當(dāng)總線上沒有信號傳輸時(shí)，總線處于懸浮狀態(tài)，容易受到干擾信號的影響。間接一個(gè)10K電阻，將總線上的差分信號正端A訴…當(dāng)總線上沒有信號傳輸時(shí)，總線抗干擾能力增強(qiáng)。

三、通訊規(guī)則。

由于RS-485通信是一種半雙工通信，發(fā)送和接收共享相同的物理通信。只有一臺單機(jī)可以在任何時(shí)候發(fā)送。因此，需要回答的單機(jī)必須在聽到電話信號已叫信號已經(jīng)發(fā)送，并且沒有其他單機(jī)的回應(yīng)信號，然后才能回答。半雙工通信對主機(jī)和從機(jī)器的發(fā)送和接收順序有嚴(yán)格的要求。如果時(shí)間順序不匹配，就會(huì)發(fā)生總線沖突，使整個(gè)系統(tǒng)的通信癱瘓，無法正常工作。為了嚴(yán)格配合總線上的設(shè)備，我們必須遵循以下原則：

1.主從機(jī)在復(fù)位時(shí)應(yīng)處于接收狀態(tài)。

通過芯片的RE***，DE終端控制了SN75176芯片的發(fā)送和接收功能的轉(zhuǎn)換。RE==1，DE=1時(shí)，SN75176發(fā)送狀態(tài)；RE*=0，DE=0時(shí)，SN75176處于接收狀態(tài)。一般情況下，單片機(jī)的一根口線與RE*和DE終端相連。當(dāng)電源重置時(shí)，由于硬件電路需要一定時(shí)間才能穩(wěn)定，而且單片機(jī)的每個(gè)端口重置后都處于高電平狀態(tài)，這將使電線上的每個(gè)子處于發(fā)送狀態(tài)。此外，當(dāng)電源時(shí)，每個(gè)電路的不穩(wěn)定性可能會(huì)向電源總線發(fā)送信息。因此，如果使用口線作為發(fā)送和接收控制信號，則應(yīng)將口線反向連接到SN75176的控制端，使SN75176處于接收狀態(tài)。

此外，還應(yīng)在主從機(jī)器軟件上添加一些處理措施，例如在通電或正式通信前對串口進(jìn)行幾次空操作，以清除端口的非法數(shù)據(jù)和命令。

2.控制端RE**，DE信號的有效脈寬應(yīng)大于發(fā)送或接收一幀信號的寬度。

在RS-232、RS-422等全雙工通信過程中，發(fā)送和接收信號分別在不同的物理鏈路上傳輸，發(fā)送端始終是發(fā)送端，接收端始終是接收端，不存在發(fā)送和接收控制信號切換的問題。在RS-485半雙工通信中，控制信號必須切換，因?yàn)镾N75176的發(fā)送和接收由同一個(gè)設(shè)備完成，發(fā)送和接收使用相同的物理鏈路。控制信號何時(shí)是高電平，何時(shí)是低電平，通常以單片機(jī)的TI和RI信號為參考。

當(dāng)TI為高電平時(shí)，發(fā)送功能轉(zhuǎn)換為接收功能時(shí)，檢測TI是否建立；

當(dāng)RI為高電平時(shí)，接收建立了RI，當(dāng)RI為高電平時(shí)，接收后可再次發(fā)送。

雖然理論上是可行的，但在實(shí)際的聯(lián)合調(diào)整中，數(shù)據(jù)傳輸是錯(cuò)誤的。我們可以查看單片機(jī)的時(shí)間順序，只有通過核實(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，并借助聯(lián)合調(diào)整中存儲示波器進(jìn)行反復(fù)測試，才能發(fā)現(xiàn)值得注意的問題：

當(dāng)單片機(jī)在串口中發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TI標(biāo)志建立，只要8位數(shù)據(jù)位傳輸完成，但應(yīng)發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)位傳輸（如果發(fā)送地址是幀）和停止地點(diǎn)尚未發(fā)送。如果發(fā)送控制在這里關(guān)閉，必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)送幀數(shù)據(jù)不完整。如果單片機(jī)多機(jī)通信采用更高的波特率，則幾個(gè)操作指令的延遲可能超過2位（或1位）數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)間，可能不會(huì)出現(xiàn)問題。然而，如果使用較低的波特率，例如9600，則需要大約100個(gè)數(shù)據(jù)才能發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)。僅僅依靠幾個(gè)操作指令的延遲遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這個(gè)問題顯然暴露了出來。接收數(shù)據(jù)時(shí)也是如此。單片機(jī)在接收了8個(gè)數(shù)據(jù)位后建立了RI信號，但目前尚未接收到第九個(gè)數(shù)據(jù)位（如果接收地址是幀）和停止位。因此，接收端必須延遲超過2個(gè)數(shù)據(jù)位（1個(gè)數(shù)據(jù)位=1/波特率），然后進(jìn)行回應(yīng)，否則總線路沖突。

3.時(shí)序上完全分隔了總線上連接的各單機(jī)的發(fā)送控制信號。

為了保證信號的完整正確發(fā)送和接收，避免信號在總線上的碰撞，必須分配對總線的使用權(quán)，以避免競爭。對于連接到總線的單機(jī)，應(yīng)在時(shí)間上完全隔離發(fā)送控制信號。

總而言之，為了確保一幀數(shù)據(jù)的完整接收，發(fā)送和接收控制信號應(yīng)該足夠?qū)挘魏蝺膳_單機(jī)的發(fā)送控制信號都應(yīng)該在時(shí)間上完全分離，以避免總線糾紛。

注：延時(shí)T秒的取值：（1）傳輸?shù)刂穾瑫r(shí)，可選擇T=2.5X(1/波特率)，T>2X(1/波特率)。

(2)T>1X(1/波特率)T=1.5X(1/波特率)，T>1X(1/波特率)。

四、選擇和安裝通信線路。

由于男女宿舍分為兩個(gè)區(qū)域，主機(jī)與每臺分機(jī)之間的距離最長為786米。64KBPS的高頻傳輸速度對通信線的要求很高，必須滿足以下要求：

1.具有較強(qiáng)的抗干擾能力。雖然電線末端連接匹配電阻，吸收電線上的反射信號，以確保信號的正常清潔傳輸；從而增加了電線的抗干擾能力。然而，當(dāng)我們鋪設(shè)一條通信線路時(shí)，我們?nèi)匀粫?huì)選擇在外面添加一個(gè)屏蔽網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)閺牡叵鹿艿赖陌捣笈c電信平行，并與校園廣播網(wǎng)絡(luò)交叉，不可避免地接近強(qiáng)電；這些外部高度諧波將被屏蔽網(wǎng)絡(luò)隔離，以減少干擾。

2.消除通信線路本身分布電容，通信線路本身分布電容，通信線路本身分布電容的距離較長，頻率極高，平行雙導(dǎo)線不是最佳選擇，較密的雙絞線能消除通信線路本身分布電容。

3.減少中間接頭和長距離溝通。中間的接頭必須是接頭。接頭的存在會(huì)影響信號的傳輸。當(dāng)與工廠訂購時(shí)，正根線的長度會(huì)一步增加。然而，長導(dǎo)線不方便施工。接頭應(yīng)放置在室內(nèi)橋架內(nèi)，以便進(jìn)行處理和維護(hù)。

4.具有較小的電阻值和較高的機(jī)械強(qiáng)度，滿足選擇要求1.0mm122橫截面的BR高密度絞合屏蔽線，并添加纖維抗拉伸桿。埋地深度為-0.7米，穿過直徑為50的波紋管進(jìn)行內(nèi)部保護(hù)，在轉(zhuǎn)彎處添加角井，并為伸縮留出一定的余量。穿過墻橋保護(hù)管道。