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

　　4 使用限制

　　以上方法只適合于點(diǎn)對多點(diǎn)的主從式RS422/485網(wǎng)絡(luò )。對于RS422網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，在主模塊中的接收驅動(dòng)器不能加修正電路，而應調整到發(fā)送模塊的發(fā)送端。因為在從模塊發(fā)送而主模塊接收的情況下，可能部分模塊和主模塊之間的連接正確，部分模塊和主模塊之間的連接錯誤。對于RS485網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，只要在從模塊的驅動(dòng)器接收端增加調整電路就可以了。

　　對于各模塊平等通信的RS422/485網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，一個(gè)模塊可能和其它模塊之間的接線(xiàn)既有正確，又有錯誤，因此通過(guò)此方法來(lái)修正。

　　5 采取調制信號傳輸消除信號極性

　　使用以上2種（手動(dòng)設置或軟件自動(dòng)配置）使模塊可以接收任意極性信號的方法雖然可行，但仍然有一些麻煩：手動(dòng)設置仍然會(huì )帶來(lái)施工的不便，而自動(dòng)配置會(huì )增加軟件設計的復雜度，降低了可靠性。此外，以上方法也只適用于點(diǎn)對多點(diǎn)的主從通信網(wǎng)絡(luò )，對于節點(diǎn)對等網(wǎng)絡(luò )不能使用。

　　另外一種消除信號極性的方法就是在對信號編碼調制后傳送，使調制后的信號是無(wú)極性要求的。在數據傳輸領(lǐng)域，最常用的無(wú)極性信號調制方法是使用差分曼徹斯特編碼，其波形如圖3所示。

　　差分曼徹斯特編碼信號的編碼原則是：

　　◇ 在信號位中間總是將信號反相;

　　◇ 在信號位開(kāi)始時(shí)不改變信號極性，表示邏輯“1”;

　　◇ 在信號位開(kāi)始時(shí)改變信號極性，表示邏輯“0”。

　　由此可見(jiàn)，經(jīng)差分曼徹斯特編碼的信號，見(jiàn)圖3（b），經(jīng)過(guò)由于接線(xiàn)錯誤變成反相的波形后，見(jiàn)圖3（c），仍然符合此定義，從而可以解調出原始數據信號。

　　圖3 差分曼徹斯特編碼信號及其反相

　　為了在RS422/485網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現差分曼徹斯特編碼，需要在UART和RS422/485芯片之間增加編碼電路。差分曼徹斯特編碼屬于自同步編碼，因此需要時(shí)鐘。對于工作于異步方式的UART來(lái)說(shuō)，可以使用GAL器件完成編碼和解碼，但用于控制UART異步傳輸的波特率時(shí)鐘和編碼電路時(shí)鐘必須使用同一時(shí)鐘源。以下給出圖4所示的實(shí)現框圖，具體實(shí)現電路這里不再詳細敘述。也可以使用專(zhuān)用芯片完成編碼和解碼，比如采用Echelon公司的FTT-10A收發(fā)器。該收發(fā)器對信號進(jìn)行差分曼徹斯特編碼調制后傳輸（同時(shí)包含一個(gè)隔離變壓器）。

　　圖4 使用差分曼徹斯特編碼產(chǎn)生無(wú)極性信號

　　6 直流供電的無(wú)極性接線(xiàn)設計

　　在RS422/485網(wǎng)絡(luò )中，常采用集中+5 V、+12 V或+24 V直流對所有模塊進(jìn)行供電，如線(xiàn)路較長(cháng)，一般使用+24 V電源，較短時(shí)使用+5 V或+12 V電源。同信號線(xiàn)一樣，電源線(xiàn)也同樣存在反接問(wèn)題，基于同樣目的和原因，模塊也應能使用正相和反相接線(xiàn)2種情況的輸入電源。和信號不同，2根電源線(xiàn)雖然可能反接，線(xiàn)間的電位差始終是一個(gè)極性，要么為正，要么為負，因此，可以在模塊電源輸入處增加一個(gè)整流電橋，在電橋的輸出端就始終能得到正極性的+24 V或+12 V、+5 V電壓供自己使用了，如圖5所示。

　　圖5 集中直流供電網(wǎng)絡(luò )的無(wú)極性電源接收電路

　　參考文獻

　　1 Data Encoding. http://www.cpe.ku.ac.th

　　2 陽(yáng)憲惠主編。 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其應用。 北京：清華大學(xué)出版社，1999