零延時(shí)隔離技術(shù)的RS485息線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

采用金升陽(yáng)公司的B0505S隔離模塊實(shí)現(xiàn)收發(fā)器兩端電源與地完全隔離。其隔離電路如圖3所示。

4 RS485總線零延時(shí)收發(fā)的實(shí)現(xiàn)
在RS485總線節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)中，一般要將收發(fā)器的接收允許(RE)和發(fā)送允許(DE)兩個(gè)引腳短接，由一根信號(hào)線來(lái)控制收發(fā)的切換。在控制電路中，一般用單片機(jī)I／O引腳來(lái)控制RS485收發(fā)器的收發(fā)轉(zhuǎn)換，這樣就需要由軟件來(lái)控制單片機(jī)I／O引腳的電平，以達(dá)到控制RS485收發(fā)轉(zhuǎn)換的目的。RS485收發(fā)器通常處于接收狀態(tài)，當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由程序控制RE／DE變?yōu)楦唠娖剑型ㄐ艈卧l(fā)送數(shù)據(jù)；等待發(fā)送完畢后，程序再將RS485收發(fā)器轉(zhuǎn)換到接收狀態(tài)。發(fā)送完畢的標(biāo)志一般由串行通信的特定寄存器提供狀態(tài)指示，再由程序去查詢。這樣造成RS485通信存在以下問(wèn)題：
◆在想要發(fā)送數(shù)據(jù)和真正能發(fā)送數(shù)據(jù)之間，存在一定的延時(shí)；
◆如果發(fā)送到接收的轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)不當(dāng)，則會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失；
◆在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換期間，容易引入干擾，收到多余的雜亂數(shù)據(jù)。
在設(shè)計(jì)RS485總線接口電路時(shí)充分考慮到了總線的延時(shí)問(wèn)題，應(yīng)用一個(gè)高速的NPN三極管控制實(shí)現(xiàn)RS485總線的零延時(shí)收發(fā)，如圖2所示。
不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，邏輯端TXD信號(hào)為高電平。此時(shí)Q1導(dǎo)通，使RE／DE信號(hào)線上為低電平，ADuM2483接收允許。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若TXD為低電平，Q1關(guān)斷，從而使RE／DE信號(hào)線上為高電平，發(fā)送允許，ADuM2483的輸出端A、B上產(chǎn)生表示低電平的差分信號(hào)。當(dāng)TXD為高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，使RE／DE信號(hào)線上為低電平，ADuM2483的A、B端處于高阻態(tài)。此時(shí)靠電阻R1和R2的上拉和下拉作用，使總線上產(chǎn)生正的差分信號(hào)，從而將TXD的高電平信號(hào)送出。
由以上分析看出，在使用這個(gè)電路時(shí)，只要程序能保證不同時(shí)進(jìn)行接收和發(fā)送的操作，即保證是半雙工傳送數(shù)據(jù)，則不必用軟件控制RE／DE進(jìn)行接收和發(fā)送的轉(zhuǎn)換，可由硬件本身完成，從而提高了RS485總線接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的高速率和高可靠性。

結(jié) 語(yǔ)
本節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)采用新型集成隔離電路的RS485總線收發(fā)器ADuM2483，降低了系統(tǒng)的功耗，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用硬件的零延時(shí)技術(shù)提高了節(jié)點(diǎn)的收發(fā)效率，提高了系統(tǒng)性能。經(jīng)測(cè)試，效果良好，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合的應(yīng)用。