無(wú)極性RS422/RS485網(wǎng)絡(luò)的接線設(shè)計(jì)

4 、使用限制

以上方法只適合于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的主從式RS422/485網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于RS422網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，在主模塊中的接收驅(qū)動(dòng)器不能加修正電路，而應(yīng)調(diào)整到發(fā)送模塊的發(fā)送端。因?yàn)樵趶哪K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(cuò)誤。對(duì)于RS485網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，只要在從模塊的驅(qū)動(dòng)器接收端增加調(diào)整電路就可以了。

對(duì)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既有正確，又有錯(cuò)誤，因此通過(guò)此方法來(lái)修正。

5、采取調(diào)制信號(hào)傳輸消除信號(hào)極性

使用以上2種（手動(dòng)設(shè)置或軟件自動(dòng)配置）使模塊可以接收任意極性信號(hào)的方法雖然可行，但仍然有一些麻煩：手動(dòng)設(shè)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(shè)計(jì)的復(fù)雜度，降低了可靠性。此外，以上方法也只適用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的主從通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)不能使用。

另外一種消除信號(hào)極性的方法就是在對(duì)信號(hào)編碼調(diào)制后傳送，使調(diào)制后的信號(hào)是無(wú)極性要求的。在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，最常用的無(wú)極性信號(hào)調(diào)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(hào)的編碼原則是：

◇ 在信號(hào)位中間總是將信號(hào)反相；

◇ 在信號(hào)位開(kāi)始時(shí)不改變信號(hào)極性，表示邏輯1；

◇ 在信號(hào)位開(kāi)始時(shí)改變信號(hào)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(hào)，見(jiàn)圖3（b），經(jīng)過(guò)由于接線錯(cuò)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(diào)出原始數(shù)據(jù)信號(hào)。

圖3 差分曼徹斯特編碼信號(hào)及其反相

為了在RS422/485網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)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(duì)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?shù)牟ㄌ芈蕰r(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(xiàn)框圖，具體實(shí)現(xiàn)電路這里不再詳細(xì)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(duì)信號(hào)進(jìn)行差分曼徹斯特編碼調(diào)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(hào)

6、直流供電的無(wú)極性接線設(shè)計(jì)

在RS422/485網(wǎng)絡(luò)中，常采用集中+5 V、+12 V或+24 V直流對(duì)所有模塊進(jìn)行供電，如線路較長(zhǎng)，一般使用+24 V電源，較短時(shí)使用+5 V或+12 V電源。同信號(hào)線一樣，電源線也同樣存在反接問(wèn)題，基于同樣目的和原因，模塊也應(yīng)能使用正相和反相接線2種情況的輸入電源。和信號(hào)不同，2根電源線雖然可能反接，線間的電位差始終是一個(gè)極性，要么為正，要么為負(fù)，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