RS422/RS485網(wǎng)絡(luò )的無(wú)極性接線(xiàn)設計與實(shí)現

　　現在的很多測控系統是使用RS422或RS485總線(xiàn)互連的。RS422/485總線(xiàn)信號是由4（2）根有極性的差分信號來(lái)傳輸的，不能將其反接。當網(wǎng)絡(luò )傳輸距離長(cháng)或節點(diǎn)多時(shí)，在線(xiàn)路上的分續線(xiàn)盒也會(huì )很多，很容易將信號線(xiàn)在傳輸途中接反，從而造成信號無(wú)法正常傳輸。雖然可以查出故障點(diǎn)，但在分線(xiàn)盒很多時(shí)，也是一件很費時(shí)的事情。為了布線(xiàn)方便，分續線(xiàn)盒的數量往往大于總線(xiàn)上的模塊數。對于室內系統，網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路一般外加PVC線(xiàn)槽甚至暗埋于墻體內;對于室外系統，線(xiàn)路一般架空或地下走線(xiàn)，造成對線(xiàn)路反接問(wèn)題的查找和修正很困難。另一方面，為了施工方便，也應允許在途中隨意接線(xiàn)，不分極性。為此，需要各模塊既能接收圖1（b）所示的正相信號，也能接收圖1（c）所示的極性可能反相的RS422、RS485信號。

　　圖1 傳輸線(xiàn)反接錯誤所引起的接收端信號波形改變

　　對于那些采取未經(jīng)任何編碼調制的基帶信號來(lái)傳輸數據的RS422/485系統，圖1中由于接線(xiàn)錯誤將造成收信方無(wú)法正確接收數據;但如對信號進(jìn)行適當的調制后，即使途中出現接線(xiàn)錯誤，收方仍然能正確接收到數據，即在布線(xiàn)施工中可以無(wú)極性布線(xiàn)。

　　下面分別給出使用未調制信號和調制信號傳輸數據2種情況下的無(wú)極性接線(xiàn)設計方法。先討論使用未編碼調制信號的情況。

　　2 RS422信號線(xiàn)的無(wú)極性接線(xiàn)設計

　　RS422總線(xiàn)使用收發(fā)分開(kāi)的信號線(xiàn)傳輸，各為2根信號線(xiàn)。為了使RS422接收器能夠接收總線(xiàn)上傳來(lái)的2種極性的信號，見(jiàn)圖1（b）和圖1（c），首先要檢測到接線(xiàn)的錯誤，其次才是更正接線(xiàn)錯誤。這里希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò )模塊電路來(lái)修正接線(xiàn)錯誤，而不是通過(guò)更正錯誤的傳輸線(xiàn)連接。

　?。?） 人工修正方法

　　對于MCU的UART來(lái)說(shuō)，無(wú)信號傳送時(shí)，TX引腳為“1”電平，因此，RS422驅動(dòng)器的A端會(huì )為高電平，B端為低電平，此時(shí)，在接收模塊的A端也應為固定高電平。圖2電路中，在一個(gè)接收端和GND之間連接一個(gè)LED，從而可以據此判斷該端是和發(fā)送端A相連，還是和發(fā)送端B相連，然后通過(guò)4位撥碼開(kāi)關(guān)SW來(lái)人工調整模塊總線(xiàn)和接收模塊中RS422驅動(dòng)器接收輸入的連接。

　　圖2 RS422總線(xiàn)傳輸中的無(wú)極性接收電路

　　人工修正方法需要發(fā)送模塊在軟件上進(jìn)行配合。在調整時(shí)，發(fā)送方不能發(fā)送數據，也就是總線(xiàn)上的差動(dòng)電壓為固定的。這種方法，雖然有些麻煩，但在一些情況下，比起檢查和修正線(xiàn)路來(lái)還是要簡(jiǎn)便一些。

　?。?） 自動(dòng)修正方法

　　如果在總線(xiàn)輸入端子和RS422驅動(dòng)器之間用電磁繼電器（或模擬開(kāi)關(guān)）代替拔碼開(kāi)關(guān)SW，就可以通過(guò)軟件來(lái)自動(dòng)控制總線(xiàn)A、B端的切換。檢查是否存在錯誤接線(xiàn)也可通過(guò)軟件進(jìn)行，只要發(fā)送端發(fā)送一個(gè)和收方約定的固定內容數據，如果收方不能正確收到，則表明接線(xiàn)錯誤，就控制繼電器切換總線(xiàn)連接;否則，不切換。必須注意的是，使用模擬開(kāi)關(guān)時(shí)，應注意對線(xiàn)路阻抗和傳輸速度的影響。

3 RS485信號線(xiàn)的無(wú)極性接線(xiàn)設計

　　RS485總線(xiàn)中的發(fā)送和接收信號共用一對線(xiàn)，使用的驅動(dòng)器可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是像SN75176之類(lèi)的驅動(dòng)器，在驅動(dòng)器內部已經(jīng)將Rx和Tx信號接到一起;另一類(lèi)是使用RS422方式的驅動(dòng)器，如發(fā)送和接收使用2個(gè)芯片，如SN75177（接收驅動(dòng)器）加SN75178（發(fā)送驅動(dòng)器），或者收發(fā)驅動(dòng)器集成在1個(gè)芯片上，如SNLBC75179、MAX488、MAX490等，這種情況下，在線(xiàn)路板上將收發(fā)的同相端短接。對于后者（使用收發(fā)引腳獨立的驅動(dòng)器），無(wú)極性設計的方法仍然類(lèi)同于RS422方式;對于前者，由于收發(fā)信號的同相端在驅動(dòng)器內部已經(jīng)短路，無(wú)法在接收驅動(dòng)器增加電路，不能達到無(wú)極性信號傳輸的目的。

　　可見(jiàn)，在RS485網(wǎng)絡(luò )中，模塊必須使用獨立收發(fā)引腳的驅動(dòng)器時(shí)，才能增加無(wú)極性設計電路。