一種實現(xiàn)載波監(jiān)聽多點接入／沖突檢測的多主RS485總線

２．１ 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)由總線狀態(tài)判斷邏輯、驅動器自動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個管腳：ＲＸＤ、ＴＸＤ、總線狀態(tài)指示腳，不占用任何中斷。在軟件實現(xiàn)方面由于采用了硬件判斷總線狀態(tài)而變得非常簡單，只需要對標準的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總線接收器構成，兩個接收器的輸出相與后得到總線狀態(tài)信號。偏置電阻網(wǎng)絡的對稱形式使得在總線沒有被驅動的情況下，兩條總線的電平相等?？偩€狀態(tài)判斷邏輯如圖４所示。由于接收器的兩個接入點電平不同，所以當總線處于高阻狀態(tài)或者總線被短路時，兩個接收器都是高電平輸出，總線狀態(tài)為高電平。因為Ａ、Ｂ線通過６.８ｋΩ電阻分別接入兩個接收器的不同接收端，所以當總線出現(xiàn)任何一個確定的邏輯狀態(tài)時，都將引起其中一個接收器的輸出變?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)過理論計算和ＥＷＢ仿真，該網(wǎng)絡從Ａ、Ｂ點看接入阻抗為１２.２ｋΩ，恰好滿足ＲＳ４８５協(xié)議的接收器輸入阻抗要求。

２．３ 驅動器無延遲自動切換邏輯

為了實現(xiàn)驅動器的無延遲自動切換，ＴＸＤ信號反相后接到驅動器使能，而驅動器輸入直接接地，如圖５所示。這樣處理使驅動器只在數(shù)據(jù)為０時打開，把數(shù)據(jù)０發(fā)出去。而當數(shù)據(jù)為１或者無數(shù)據(jù)時立刻關閉，縮短了切換時間。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，有兩個辦法產生數(shù)據(jù)中的１。第一個辦法，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，該信號在總線空閑、開路和短路時輸出邏輯１，并且與ＲＸＤ信號同相。第二個辦法，使用類似ＭＡＸ３０８０自帶故障保護（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調整為－２００ｍｖ～－５０ｍｖ，也能夠在總線空閑、開路和短路時輸出邏輯１。如果總線上的每一個節(jié)點都使用這些方法，那么所有節(jié)點都可以實現(xiàn)驅動器無延遲自動切換而不必擔心數(shù)據(jù)中的１不能被正確接收。

２．４ 軟件的實現(xiàn)

發(fā)送數(shù)據(jù)方面，只需將標準串口函數(shù)ｐｕｔｃ（）封裝成一個函數(shù)ＲＳ４８５ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）發(fā)送數(shù)據(jù)即可。在ＲＳ４８５ＰｕｔＳｔｒｉｎｇ（）函數(shù)中，能夠方便地實現(xiàn)各種總線狀態(tài)判斷策略，甚至是ＣＳＭＡ／ＣＤ協(xié)議，實現(xiàn)載波監(jiān)聽，邊發(fā)送邊監(jiān)聽。也可以在此函數(shù)的基礎上進行諸如定義不同數(shù)據(jù)包的實時性級別、定義總線超時判斷等高級編程。