為了適應(yīng)儀表網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們要根據(jù)實(shí)際需要為電磁流量計(jì)配備合適的通信接口.在當(dāng)今單片機(jī)系統(tǒng)的通信中,RS232和RS485標(biāo)準(zhǔn)總線應(yīng)用最為廣泛,技術(shù)也最為成熟.RS232用來連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)(微處理器)之間的串口通信,當(dāng)我們需要一個(gè)更長的距離或者比RS232更快的速度下進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候,RS485就是一個(gè)很好的解決辦法.另外,RS485連接不限于僅僅連接兩臺(tái)設(shè)備.根據(jù)距離,比特率和接口芯片,我們可以用單一導(dǎo)線連接最多256個(gè)節(jié)點(diǎn).為了使電磁流量計(jì)的應(yīng)用范圍更加廣泛,我們選用RS485標(biāo)準(zhǔn)總線來實(shí)現(xiàn)儀表和外部系統(tǒng)的通信.
RS485是雙向、半雙工通信協(xié)議,允許多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器掛接在總線上,其中每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都能夠脫離總線.該規(guī)范滿足所有RS422的要求,而且比RS422穩(wěn)定性更強(qiáng).具有更高的接收器輸入阻抗和更寬的共模范圍(-7V至+12V).
接收器輸入靈敏度為士200mV,這就意味著若要識(shí)別符號或間隔狀態(tài),接收端電壓必須高于+200mV或低于-200mV.最小接收器輸入阻抗為12k,驅(qū)動(dòng)器輸出電壓為±1.5V(最小值)、+5V(最大值).
驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)32個(gè)單位負(fù)載,即允許總線上并聯(lián)32個(gè)12k的接收器.對于輸入阻抗更高的接收器,一條總線上允許連接的單位負(fù)載數(shù)也較高.RS485接收器可隨意組合,連接至同一總線,但要保證這些電路的實(shí)際并聯(lián)阻抗不高于32個(gè)單位負(fù)載(375).
采用典型的24AWG雙絞線時(shí),驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗的最大值為54,即32個(gè)單位負(fù)載并聯(lián)2個(gè)120終端匹配電阻.RS485已經(jīng)成為POS、工業(yè)以及電信應(yīng)用中的最佳選擇.較寬的共模范圍可實(shí)現(xiàn)長電纜、嘈雜環(huán)境(如工廠車間)下的數(shù)據(jù)傳輸.更高的接收器輸入阻抗還允許總線上掛接更多器件.
因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口.因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸.RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB.9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB.9(針).
通信接口電路如圖3.13所示,我們選用MAX485作為系統(tǒng)的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485協(xié)議的低功耗收發(fā)器,它的驅(qū)動(dòng)器擺率不受限制,可以實(shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率.它是用于RS．485通信的半雙工低功率收發(fā)器件,包含一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器,具有輸入接收器和輸出驅(qū)動(dòng)器使能管腳.使用一個(gè)半雙工連接的難點(diǎn)就是控制每個(gè)驅(qū)動(dòng)器在什么時(shí)候被啟用,或者處于激活狀態(tài).當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器在傳輸?shù)臅r(shí)候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態(tài),然后在一個(gè)應(yīng)答節(jié)點(diǎn)開始響應(yīng)之前切換到禁用狀態(tài).MAX485的控制端RE和DE短接,這樣用一個(gè)信號可以控制兩種狀態(tài)：接收和發(fā)送.RE和DE為“l”時(shí),發(fā)送端接通,數(shù)據(jù)經(jīng)DI腳后,變成傳送的信號送到傳輸線.RE和DE為“0”時(shí)傳輸線上的信號經(jīng)MAX485,當(dāng)處于發(fā)送狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)信號經(jīng)發(fā)送端DI,在輸出端A和B上交替出現(xiàn)高電平：當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí),A和B上交替的高電平信號經(jīng)MAX485轉(zhuǎn)換成高低電平信號經(jīng)RO輸出.在電磁流量計(jì)傳輸過程中,交替的高電平保證通信傳輸回路中始終有電流,能實(shí)現(xiàn)可靠通信.
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