MAX1487/485芯片DE控制端的設(shè)計(jì)方案解析

1 問題的提出

在分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，RS-485半雙工異步通信總線是被各個廠家廣泛采用的數(shù)據(jù)通信總線。在售飯管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也不例外，它往往應(yīng)用在主控機(jī)房與各個食堂的分機(jī)之間。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

由于實(shí)際工程中，分機(jī)數(shù)量較多，分布較遠(yuǎn)，所處的環(huán)境較惡劣，現(xiàn)場的各種干擾也較大，所以，往往通信的可靠性及質(zhì)量不高，再加上軟硬件設(shè)計(jì)得不完善，使得實(shí)際工程應(yīng)用中485總線的通信質(zhì)量總是不盡人意。

在使用RS-485總線時，如果簡單地按常規(guī)方式設(shè)計(jì)電路，在實(shí)際應(yīng)用中可能會出現(xiàn)以下兩個問題：一是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詥栴};二是在多機(jī)通信方式下，一個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障往往會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的通信陷入癱瘓，而且故障點(diǎn)的定位也非常不容易，給系統(tǒng)維護(hù)帶來困難。

針對上述問題，我們對485總線的軟件和硬件分別采取了一些必要的改進(jìn)措施。

2 硬件電路的設(shè)計(jì)現(xiàn)以8031單片機(jī)、單片機(jī)監(jiān)控芯片MAX691A，外接485總線通訊芯片MAX1487為例。電路原理圖如圖2所示。在電路設(shè)計(jì)中注意了上述兩個問題。

2.1 MAX1487 485芯片DE控制端的設(shè)計(jì)由于在售飯系統(tǒng)中，主控機(jī)房與各個食堂相隔較遠(yuǎn)，而分機(jī)系統(tǒng)上電復(fù)位又常常不是在同一個時刻完成。8031在復(fù)位期間，I/O口輸出高電平，此時該分機(jī)的MAX1487的DE端電位為“1”，那么它將會處于發(fā)送狀態(tài)，也就是占用了通信總線，這樣，就影響其它分機(jī)與主機(jī)進(jìn)行通信。因此，在電路設(shè)計(jì)時，應(yīng)保證系統(tǒng)上電復(fù)位時不占用總線。圖2電路的接法可以有效地解決復(fù)位期間分機(jī)“拉死”總線的問題。

另外，當(dāng)某個分機(jī)出現(xiàn)異常情況(如死機(jī))時，若此時MAX1487的DE端電位恰好為“1”，則該分機(jī)將一直占用通信總線，造成整個系統(tǒng)通信的崩潰。因此，在電路中應(yīng)考慮監(jiān)控MAX1487的DE端的電平，如該端持續(xù)為“1”時，應(yīng)使分機(jī)復(fù)位以解除異常情況。圖2電路可有效地解決這種情況。此外，該電路還能咻 下不工作的窗口機(jī)(分機(jī))能自行脫離通訊網(wǎng)絡(luò)。

2.2 485總線輸出電路部分的設(shè)計(jì)輸出電路的設(shè)計(jì)要充分考慮到線路上的各種干擾及線路特性阻抗的匹配。由于工程環(huán)境比較復(fù)雜，現(xiàn)場常有各種形式的干擾源，所以，485總線的傳輸端一定要加有保護(hù)措施。在電路設(shè)計(jì)中采用穩(wěn)壓管Z1、Z2組成的吸收回路，也可以選用能夠抗浪涌的TVS瞬態(tài)雜波抑制器件，或者直接選用能抗雷擊的485芯片(如MAX1487E等)，以消除線路浪涌干擾。