提高485總線在集飯系統(tǒng)中的可靠性
另外,當某個分機出現(xiàn)異常情況(如死機)時,若此時MAX1487的DE端電位恰好為“1”,則該分機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(分機)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
輸出電路的設(shè)計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措施。在電路設(shè)計中采用穩(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。
考慮到線路的特殊情況(如某一臺分機的485芯片被擊穿短路),為防止總線中其它分機的通信受到影響,必須在其A、B輸出端與485總線之間進行隔離。一種簡單可行的方法是:在MAX1487的信號輸出端串聯(lián)兩個10~30Ω的電阻R1、R2,這樣一來,一方面,本機的硬件故障就不會使整個總線的通信受到影響;另一方面,與Z1、Z2配合,進一步保護了485總線通訊芯片。
在售飯系統(tǒng)產(chǎn)品的現(xiàn)場施工中,一般采用雙絞線來連接,它的特性阻抗為120Ω左右,所以,線路設(shè)計時,在整個485網(wǎng)絡(luò)傳輸線兩端應(yīng)各接1只120Ω的匹配電阻(如圖2中R7),以減少線路上傳輸信號的反射。
由RS-485芯片的特性可知,接收器的檢測靈敏度為±200mV,即差分輸入端的電位差的絕對值大或等于200mV時,輸出狀態(tài)不確定。如果總線上所有發(fā)送器被禁止時,總線處于空閑狀態(tài),接收器的輸出狀態(tài)是不定的。如處于邏輯“0”,這會被誤認為是通信幀的起始位而引起工作不正常。解決這個問題的辦法是人為地使A端電位高于B端電位,這樣接收端的電平在485總線不發(fā)送期間(總線空閑時(呈現(xiàn)唯一的高電平,8031單片機就不會被誤中斷而收到亂字符。通過在485電路的A、B輸出端加接上拉、下拉電阻R5、R6,即可很好地解決這個問題。需要注意的是,在整個網(wǎng)絡(luò)中只需在一處接入這兩只電阻,通常在主機中接入。
有些資料中提到,在施工中不能將主機安裝在網(wǎng)絡(luò)的中間形成T型分布,而應(yīng)將主機放在總線的一端。由485總線規(guī)范指出,最大通訊距離可達1.2km,筆者在現(xiàn)場施工中,為了增加通訊距離,將主機設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)的中央,由于分機間無需進行通訊,兩臺分機之間的最大距離可達到2.4km。實際應(yīng)用中可達到2km而保證通訊正常。
3 軟件的編程
RS-485通常應(yīng)用于一對多點的主從應(yīng)答式通信系統(tǒng)中,相對于RS-232等全雙工總線,效率低了許多,因此選用合適的通信協(xié)議及控制方式就顯得非常重要。
3.1 總線穩(wěn)態(tài)控制
大多數(shù)使用者選擇在數(shù)據(jù)發(fā)送前1ms將收發(fā)控制端DE置成高電平,使總線進入穩(wěn)定的發(fā)送狀態(tài)后才發(fā)送數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)發(fā)送完畢再延遲1ms后置TC端成低電平,使數(shù)據(jù)可靠發(fā)送完畢后才轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)。如按這樣的要求來做,系統(tǒng)的通訊效率將大大降低。據(jù)筆者使用的經(jīng)驗,DE端有10個機器周期的延時已滿足要求。
3.2 通訊協(xié)議制定
由于485總線是半雙工異步通信總線,在某一個時刻,總線只可能呈現(xiàn)一種狀態(tài),所以,這種方式一般適用于主機對分機的查詢方式通信,總線上必然有一臺始終處于主機地位的設(shè)備在巡檢其它的分機,所以需要制定一套合理的通信協(xié)議來協(xié)調(diào)總線的分時共用。這里采用的是數(shù)據(jù)包通信方式。為保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,對每個字節(jié)進行校驗的同時,應(yīng)盡量減少特征字和校驗字。慣用的數(shù)據(jù)包括格式由引導(dǎo)碼、長度碼、地址碼、命令碼、數(shù)據(jù)、校驗碼、尾
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