提高485總線(xiàn)在集飯系統中的可靠性
另外,當某個(gè)分機出現異常情況(如死機)時(shí),若此時(shí)MAX1487的DE端電位恰好為“1”,則該分機將一直占用通信總線(xiàn),造成整個(gè)系統通信的崩潰。因此,在電路中應考慮監控MAX1487的DE端的電平,如該端持續為“1”時(shí),應使分機復位以解除異常情況。圖2電路可有效地解決這種情況。此外,該電路還能咻 下不工作的窗口機(分機)能自行脫離通訊網(wǎng)絡(luò )。
2.2 485總線(xiàn)輸出電路部分的設計
輸出電路的設計要充分考慮到線(xiàn)路上的各種干擾及線(xiàn)路特性阻抗的匹配。由于工程環(huán)境比較復雜,現場(chǎng)常有各種形式的干擾源,所以,485總線(xiàn)的傳輸端一定要加有保護措施。在電路設計中采用穩壓管Z1、Z2組成的吸收回路,也可以選用能夠抗浪涌的TVS瞬態(tài)雜波抑制器件,或者直接選用能抗雷擊的485芯片(如MAX1487E等),以消除線(xiàn)路浪涌干擾。
考慮到線(xiàn)路的特殊情況(如某一臺分機的485芯片被擊穿短路),為防止總線(xiàn)中其它分機的通信受到影響,必須在其A、B輸出端與485總線(xiàn)之間進(jìn)行隔離。一種簡(jiǎn)單可行的方法是:在MAX1487的信號輸出端串聯(lián)兩個(gè)10~30Ω的電阻R1、R2,這樣一來(lái),一方面,本機的硬件故障就不會(huì )使整個(gè)總線(xiàn)的通信受到影響;另一方面,與Z1、Z2配合,進(jìn)一步保護了485總線(xiàn)通訊芯片。
在售飯系統產(chǎn)品的現場(chǎng)施工中,一般采用雙絞線(xiàn)來(lái)連接,它的特性阻抗為120Ω左右,所以,線(xiàn)路設計時(shí),在整個(gè)485網(wǎng)絡(luò )傳輸線(xiàn)兩端應各接1只120Ω的匹配電阻(如圖2中R7),以減少線(xiàn)路上傳輸信號的反射。
由RS-485芯片的特性可知,接收器的檢測靈敏度為±200mV,即差分輸入端的電位差的絕對值大或等于200mV時(shí),輸出狀態(tài)不確定。如果總線(xiàn)上所有發(fā)送器被禁止時(shí),總線(xiàn)處于空閑狀態(tài),接收器的輸出狀態(tài)是不定的。如處于邏輯“0”,這會(huì )被誤認為是通信幀的起始位而引起工作不正常。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是人為地使A端電位高于B端電位,這樣接收端的電平在485總線(xiàn)不發(fā)送期間(總線(xiàn)空閑時(shí)(呈現唯一的高電平,8031單片機就不會(huì )被誤中斷而收到亂字符。通過(guò)在485電路的A、B輸出端加接上拉、下拉電阻R5、R6,即可很好地解決這個(gè)問(wèn)題。需要注意的是,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中只需在一處接入這兩只電阻,通常在主機中接入。
有些資料中提到,在施工中不能將主機安裝在網(wǎng)絡(luò )的中間形成T型分布,而應將主機放在總線(xiàn)的一端。由485總線(xiàn)規范指出,最大通訊距離可達1.2km,筆者在現場(chǎng)施工中,為了增加通訊距離,將主機設置在網(wǎng)絡(luò )的中央,由于分機間無(wú)需進(jìn)行通訊,兩臺分機之間的最大距離可達到2.4km。實(shí)際應用中可達到2km而保證通訊正常。
3 軟件的編程
RS-485通常應用于一對多點(diǎn)的主從應答式通信系統中,相對于RS-232等全雙工總線(xiàn),效率低了許多,因此選用合適的通信協(xié)議及控制方式就顯得非常重要。
3.1 總線(xiàn)穩態(tài)控制
大多數使用者選擇在數據發(fā)送前1ms將收發(fā)控制端DE置成高電平,使總線(xiàn)進(jìn)入穩定的發(fā)送狀態(tài)后才發(fā)送數據,數據發(fā)送完畢再延遲1ms后置TC端成低電平,使數據可靠發(fā)送完畢后才轉入接收狀態(tài)。如按這樣的要求來(lái)做,系統的通訊效率將大大降低。據筆者使用的經(jīng)驗,DE端有10個(gè)機器周期的延時(shí)已滿(mǎn)足要求。
3.2 通訊協(xié)議制定
由于485總線(xiàn)是半雙工異步通信總線(xiàn),在某一個(gè)時(shí)刻,總線(xiàn)只可能呈現一種狀態(tài),所以,這種方式一般適用于主機對分機的查詢(xún)方式通信,總線(xiàn)上必然有一臺始終處于主機地位的設備在巡檢其它的分機,所以需要制定一套合理的通信協(xié)議來(lái)協(xié)調總線(xiàn)的分時(shí)共用。這里采用的是數據包通信方式。為保證數據傳輸質(zhì)量,對每個(gè)字節進(jìn)行校驗的同時(shí),應盡量減少特征字和校驗字。慣用的數據包括格式由引導碼、長(cháng)度碼、地址碼、命令碼、數據、校驗碼、尾
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