基于STC15F2K61單片機的MBUSRS232轉(zhuǎn)換器設(shè)計

　　集中器的主要功能是通過MBUS總線連接智能表計，采集儀表內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，因此能否正確與表計通信是整個系統(tǒng)的核心。發(fā)送電路如圖5所示：

　　圖5 MBUS主站信號發(fā)送電路

　　如圖所示，Vout為12伏直流升壓后得到的35伏直流，然后通過78M24轉(zhuǎn)換為24伏。TXD為單片機串行口發(fā)送引腳，當TXD為高電平時，三極管Q102導通，場效應管Q105導通，總線上輸出35伏直流，為邏輯高電平。當TXD為低電平時，Q102不導通而Q105截止，24伏直流經(jīng)過D102連接總線，總線為邏輯低電平。MBUS采用兩線制，MBUS發(fā)送電路接一根線，另外一根線連接MBUS接收電路。

　　三、 MBUS接收部分電路

　　MBUS從站到主站發(fā)送的數(shù)據(jù)碼流是一種電流脈沖序列。邏輯1對應的最大電流可達到1.5mA的穩(wěn)態(tài)電流，邏輯0對應的電流是在邏輯1對應的穩(wěn)態(tài)電流基礎(chǔ)上額外增加11-20mA。如何識別電流脈沖序列是成功接收從機回傳數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

　　接收電路如下圖所示：

　　圖6 MBUS主站信號接收電路

　　接收電路中MBUS總線經(jīng)過R5、R6電阻分壓之后連接到單片機的AD1引腳，單片機通過測量分壓點的電壓得到穩(wěn)態(tài)時比較器反相端2引腳的電壓。比較器的同相端3引腳連接電容然后通過R1連接單片機的PWM引腳，并通過電阻R2,R3分壓后接單片機的AD2引腳，用于測量比較器同相端3引腳的電壓。

　　系統(tǒng)上電后，總線給從機通信電路供電，由于負載的個數(shù)以及負載的特性等原因，在R7上的壓降會不同，這也是很多MBUS接收電路當負載特性或個數(shù)有變化的時候不能正確抄收數(shù)據(jù)的原因。該電路上電后，先測量R4與R7之間的電壓，計算出比較器2引腳的電壓。然后控制PWM輸出給電容C1充電，并不斷采集AD2點的電壓，使比較器3引腳電壓大于比較器2引腳電壓，而略小于當總線中傳輸數(shù)字0時比較器2引腳的電壓。該電壓作為比較器的基準電壓?；鶞孰妷焊鶕?jù)AD1點的電壓不同而不同，建立一個表格存儲到單片機存儲器中，以備查詢。當從站返回電流脈沖序列時，改變了比較器2引腳的電壓，通過與基準電壓相比較，OUT1引腳輸出電壓脈沖序列。經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換為0-5伏信號后，接單片機的串口接收引腳。由于軟件根據(jù)AD1點的電壓實時調(diào)整比較器3引腳的基準電壓，使該接收電路適應能力大大增強。在通信過程中，因為AD1點電壓值不斷改變，因此當集中器通過總線向表計發(fā)送數(shù)據(jù)前，停止AD1點的電壓采樣。當接收到從站數(shù)據(jù)返回之后，重新啟動對AD1點的電壓采樣。每隔一秒根據(jù)AD1點不同的電壓，更新一次基準電壓。由于系統(tǒng)根據(jù)MBUS穩(wěn)態(tài)電壓動態(tài)地調(diào)整比較器基準電壓，從而避免了由于負載個數(shù)或負載特性導致的MBUS負端壓降變化的弊端，使接收電路的適應性大大增強。本設(shè)計已經(jīng)在抄表系統(tǒng)中應用，運行表明該設(shè)計穩(wěn)定性好，可靠性高，收到了良好的效果。

　　四、上位機測試軟件

　　為了測試轉(zhuǎn)換器，編寫計算機程序如下，分別用于讀取表計表號和數(shù)據(jù)。