一種實(shí)現載波監聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測的多主RS485總線(xiàn)
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２．３ 驅動(dòng)器無(wú)延遲自動(dòng)切換邏輯
為了實(shí)現驅動(dòng)器的無(wú)延遲自動(dòng)切換，ＴＸＤ信號反相后接到驅動(dòng)器使能，而驅動(dòng)器輸入直接接地，如圖５所示。這樣處理使驅動(dòng)器只在數據為０時(shí)打開(kāi)，把數據０發(fā)出去。
而當數據為１或者無(wú)數據時(shí)立刻關(guān)閉，縮短了切換時(shí)間。但是這樣做，使得數據１無(wú)法被正常發(fā)送出去。為使串行數據能被正確地接收，有兩個(gè)辦法產(chǎn)生數據中的１。第一個(gè)辦法，使用總線(xiàn)判斷電路中的正向接收器的輸出端?穴ＯＵＴ＋?雪作為ＲＸＤ信號，該信號在總線(xiàn)空閑、開(kāi)路和短路時(shí)輸出邏輯１，并且與ＲＸＤ信號同相。第二個(gè)辦法，使用類(lèi)似ＭＡＸ３０８０自帶故障保護（ｆａｉｌ－ｓａｆｅ）功能的芯片作為接收器。ＭＡＸ３０８０將接收器的觸發(fā)門(mén)限電壓從－２００ｍｖ～＋２００ｍｖ調整為－２００ｍｖ～－５０ｍｖ，也能夠在總線(xiàn)空閑、開(kāi)路和短路時(shí)輸出邏輯１。如果總線(xiàn)上的每一個(gè)節點(diǎn)都使用這些方法，那么所有節點(diǎn)都可以實(shí)現驅動(dòng)器無(wú)延遲自動(dòng)切換而不必擔心數據中的１不能被正確接收。２．４ 軟件的實(shí)現
發(fā)送數據方面，只需將標準串口函數ｐｕｔｃ（）封裝成一個(gè)函數RS485ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）發(fā)送數據即可。在RS485ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）函數中，能夠方便地實(shí)現各種總線(xiàn)狀態(tài)判斷策略，甚至是ＣＳＭＡ／ＣＤ協(xié)議，實(shí)現載波監聽(tīng)，邊發(fā)送邊監聽(tīng)。也可以在此函數的基礎上進(jìn)行諸如定義不同數據包的實(shí)時(shí)性級別、定義總線(xiàn)超時(shí)判斷等高級編程。
該函數的主要流程如圖６。
判斷總線(xiàn)狀態(tài)就是簡(jiǎn)單地讀取總線(xiàn)狀態(tài)判斷電路的輸出，高為空閑，低為總線(xiàn)已被占用。為了減少誤判，通常在判斷總線(xiàn)狀態(tài)為空閑后還要繼續判斷一段時(shí)間，具體的總線(xiàn)狀態(tài)判斷策略要根據通信協(xié)議進(jìn)行調整。
如果判斷總線(xiàn)空閑，即可進(jìn)行數據發(fā)送。在發(fā)送過(guò)程中可以方便地繼續讀取總線(xiàn)狀態(tài)以進(jìn)行邊發(fā)送邊監聽(tīng)的沖突檢測。一旦發(fā)現沖突發(fā)生，發(fā)送方放棄本次數據傳輸而轉入強化沖突流程（繼續發(fā)送幾個(gè)０ｘ００以使各方都確認發(fā)生了總線(xiàn)沖突），然后再進(jìn)入總線(xiàn)偵聽(tīng)流程。以往的RS485總線(xiàn)沖突檢測處理機制是通過(guò)對自己所發(fā)送的數據進(jìn)行監聽(tīng)接收，然后比較接收到的數據與發(fā)送的數據是否相符，判斷是否發(fā)生總線(xiàn)沖突，在軟件實(shí)現上比較復雜。而本系統的沖突檢測非常簡(jiǎn)單：發(fā)送完一個(gè)字節就讀取一次總線(xiàn)狀態(tài)指示管腳的狀態(tài)，如果發(fā)現總線(xiàn)被占用，就是發(fā)生了總線(xiàn)沖突。
接收程序方面，因為接收器常開(kāi)，所以仍然可以使用串行接收器的中斷服務(wù)程序，將接收到的數據放入緩沖區，然后由命令解釋程序處理接收到的命令。本質(zhì)上與ＲＳ２３２的串口通信程序完全一樣，只是如果接收器是常開(kāi)的話(huà)，在自己發(fā)送數據時(shí)，要記住將串行接收器中斷關(guān)閉，發(fā)送完畢后再打開(kāi)，以避免運行不必要的中斷服務(wù)程序。
另外，還可以結合驅動(dòng)器和總線(xiàn)狀態(tài)判斷邏輯對總線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)路和短路的檢測／報警。具體說(shuō)就是某一個(gè)節點(diǎn)使能總線(xiàn)驅動(dòng)器，然后判斷總線(xiàn)狀態(tài)，如果仍然顯示總線(xiàn)空閑，說(shuō)明總線(xiàn)短路或者總線(xiàn)到總線(xiàn)狀態(tài)判斷邏輯之間開(kāi)路了。
２．５ 存在的不足之處
該方法中的總線(xiàn)狀態(tài)判斷邏輯對邏輯０狀態(tài)的要求比較高，需要Ｂ線(xiàn)電平比Ａ線(xiàn)高約１.１Ｖ才能得到低電平。如果采用總線(xiàn)判斷電路中的正向接收器的輸出端(ＯＵＴ＋)作為ＲＸＤ信號，就會(huì )因為對邏輯０的要求而不滿(mǎn)足RS485的－２００ｍＶ門(mén)限電平標準。若采用另一個(gè)具有故障保護功能的接收器并聯(lián)的話(huà)，固然能滿(mǎn)足－２００ｍＶ門(mén)限電平標準，但整個(gè)節點(diǎn)的輸入阻抗將降低到６ｋΩ。
以上不足之處都在于無(wú)法完全滿(mǎn)足標準RS485總線(xiàn)標準，但在特定條件下是不會(huì )影響工作效果的。例如阻抗雖然降低了，但是當節點(diǎn)數不超過(guò)１６時(shí)，是能夠很好地工作的。
實(shí)驗表明，這種實(shí)現了CSMA/CD的多主式RS485總線(xiàn)工作穩定，可靠性高，大大提高了實(shí)時(shí)性。特別適合于強調實(shí)時(shí)性的分布式控制系統，能夠方便地實(shí)現點(diǎn)與點(diǎn)之間的控制信息實(shí)時(shí)交換。
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