一種實(shí)現(xiàn)載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入／沖突檢測(cè)的多主RS485總線

２．１ 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)由總線狀態(tài)判斷邏輯、驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)切換邏輯兩部分組成，如圖３所示。系統(tǒng)資源只占用ＣＰＵ的３個(gè)管腳：ＲＸＤ、ＴＸＤ、總線狀態(tài)指示腳，不占用任何中斷。在軟件實(shí)現(xiàn)方面由于采用了硬件判斷總線狀態(tài)而變得非常簡(jiǎn)單，只需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的２３２通信程序做微小修改即可。

２．２ 總線狀態(tài)判斷邏輯

該電路由雙ＲＳ４８５總線接收器構(gòu)成，兩個(gè)接收器的輸出相與后得到總線狀態(tài)信號(hào)。偏置電阻網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱形式使得在總線沒有被驅(qū)動(dòng)的情況下，兩條總線的電平相等?？偩€狀態(tài)判斷邏輯如圖４所示。由于接收器的兩個(gè)接入點(diǎn)電平不同，所以當(dāng)總線處于高阻狀態(tài)或者總線被短路時(shí)，兩個(gè)接收器都是高電平輸出，總線狀態(tài)為高電平。因?yàn)椋?、Ｂ線通過６.８ｋΩ電阻分別接入兩個(gè)接收器的不同接收端，所以當(dāng)總線出現(xiàn)任何一個(gè)確定的邏輯狀態(tài)時(shí)，都將引起其中一個(gè)接收器的輸出變?yōu)榈碗娖?，這樣總線狀態(tài)就變?yōu)榈碗娖?，表明總線被占用。經(jīng)過理論計(jì)算和ＥＷＢ仿真，該網(wǎng)絡(luò)從Ａ、Ｂ點(diǎn)看接入阻抗為１２.２ｋΩ，恰好滿足ＲＳ４８５協(xié)議的接收器輸入阻抗要求。

２．３ 驅(qū)動(dòng)器無延遲自動(dòng)切換邏輯

為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的無延遲自動(dòng)切換，ＴＸＤ信號(hào)反相后接到驅(qū)動(dòng)器使能，而驅(qū)動(dòng)器輸入直接接地，如圖５所示。這樣處理使驅(qū)動(dòng)器只在數(shù)據(jù)為０時(shí)打開，把數(shù)據(jù)０發(fā)出去。而當(dāng)數(shù)據(jù)為１或者無數(shù)據(jù)時(shí)立刻關(guān)閉，縮短了切換時(shí)間。但是這樣做，使得數(shù)據(jù)１無法被正常發(fā)送出去。為使串行數(shù)據(jù)能被正確地接收，有兩個(gè)辦法產(chǎn)生數(shù)據(jù)中的１。第一個(gè)辦法，使用總線判斷電路中的正向接收器的輸出端?穴ＯＵＴ＋?雪作為ＲＸＤ信號(hào)，該信號(hào)在總線空閑、開路和短路時(shí)輸出邏輯１，并且與ＲＸＤ信號(hào)同相。第二個(gè)辦法，使用類似ＭＡＸ３０８０自帶故障保護(hù)（ｆａｉｌ－ｓａｆｅ）功能的芯片作為接收器。ＭＡＸ３０８０將接收器的觸發(fā)門限電壓從－２００ｍｖ～＋２００ｍｖ調(diào)整為－２００ｍｖ～－５０ｍｖ，也能夠在總線空閑、開路和短路時(shí)輸出邏輯１。如果總線上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都使用這些方法，那么所有節(jié)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器無延遲自動(dòng)切換而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)中的１不能被正確接收。

２．４ 軟件的實(shí)現(xiàn)

發(fā)送數(shù)據(jù)方面，只需將標(biāo)準(zhǔn)串口函數(shù)ｐｕｔｃ（）封裝成一個(gè)函數(shù)ＲＳ４８５ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）發(fā)送數(shù)據(jù)即可。在ＲＳ４８５ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）函數(shù)中，能夠方便地實(shí)現(xiàn)各種總線狀態(tài)判斷策略，甚至是ＣＳＭＡ／ＣＤ協(xié)議，實(shí)現(xiàn)載波監(jiān)聽，邊發(fā)送邊監(jiān)聽。也可以在此函數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行諸如定義不同數(shù)據(jù)包的實(shí)時(shí)性級(jí)別、定義總線超時(shí)判斷等高級(jí)編程。