RS_485网络通信的无极性接线设计
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第 31卷第 12期 2005年 12月
EL
电子工 ECTRON IC
程 EN
师 G IN
EER
V oDl.
31 ec.
No. 12 2005
RS2485网络通信的无极性接线设计
吴 强 1 , 周小芳 2
(1. 东南大学计算机科学与工程系 , 江苏省南京市 210096; 2. 东南大学电子管厂 , 江苏省南京市 210096)
序进行预检 ,当某一个从模块的通信线路极性接正确 , 对应位 ( bi )就填上“0”,反之就填上“1”。在以后真正 进行通信时 ,当主模块和某一个从模块通信时 ,先查一 下此表 ,再控制异或门进行信号反相或不反相 。 RS2 485极性校正程序如图 4所示 。
图 3 自动修正通信线路极性的示意图
此 方法的优点是 :不需要改变从模块的任何硬件 连接 ,只需要在主模块中增加 2 个异或门和占用 1 根 I/O 口线 ,可使整个系统改动最小 (因为 1个主模块对 于 n个从模块 ) 。主模块中需要加 RS2485极性校正程 序 ,该程序的主要功能是自动测试各个从模块 RS2485 极性是否接反 ,并加以记忆 ,在以后的使用时自动校正 接错的从模块极性 。
本自动修正方案已经成功地应用于多点故障定位 检测系统 ,效果很好 。
参 考 文 献
[ 1 ] 尤一鸣 ,等. 单片机总线扩展技术. 北京 :北京航空航天大 学出版社 , 1996
·书讯 ·
注塑ห้องสมุดไป่ตู้电子电路技术 (附光盘 )
李忠文 , 朱国宪 , 编著 2006年 1月出版 16开 /45元
本书汇集了各种主要机型注塑机电气电路 (继电器控制型 、PLC控制型 、微机控制型 ) ,电子电路 (温度控制器 、时间继电器 、电 子放大器 、微机控制器 )和微机控制系统电路 。为方便初学者使用 ,还介绍了电气图形符号和注塑机电路图 、印刷板图的绘制和识 读 。本书附光盘 ,内容为注塑机微机控制系统的应用程序示例 。
·55·
·计算机与自动化技术 ·
电子工程师
2005年 12月
图 2 RS2485两点传输电路
由此可见 ,当传输线路的极性接反时 ,则从 CPU 的 TXD 发送的逻辑“1”,到接收端的 RXD 接收时变为 逻辑 " 0" ,所以只需在 RXD 端加一个反相器即可 (当 然也可以在 TXD 发送端加一个反相器 ) 。因为并不是 所有的从模块的通信线路的极性都是反接 ,所以不能 简单地加上一个反相器 ,但可以通过异或门及相应的 控制进行选择 。如图 3所示 。
连接多个从模块 。但在通信过程中的某一时刻 ,则是 一个主模块和一个从模块之间进行通信 ,所以只需到 从模块上检查通信线路极性是否接反即可 。具体方法 是 ,由主控模块发出检查网络通信线极性的命令 ,采用 广播的方式不断向从模块发送 。在从模块中同样也有 相对应的功能程序进行接收 ,如果接收正确 ,则可以通 过某种方式表示 (如利用从模块上的指示灯或蜂鸣器 等 ) ;如果没有任何反应 ,则可以认为通信线极性接 反 ,这时可以将通信线 A、B 反接即可 。因为目前在测 控系统应用中 ,从模块 (A /D、D /A、I/O 等 )一般都采 用接线端子 ,因此 ,接线的调整并不困难 。但如果换位 后仍然没有任何反应 ,则可能是 RS2485网络通信线路 中某处已断 ,这就要进行其他相应检查加以解决 。
另一方面 ,设置此检查功能模块也可以在以后正 常使用后每隔一段时间进行一次对通信线路的检查 , 可以通过人为干预或设置为定时完成 。
但这种方法有一个缺点 ,即需要有人观察从模块 的对应指示 ,再加以调整 ,如果从模块被安装的位置不 便观察或调整 ,则此方法使用时不方便 。可以采用下 面介绍的一种自动修正方案加以解决 。
【摘 要 】 RS2485通信因其传输距离长 、抗干扰能力强 、线路连接简单等特点 ,在分布式系统的 通信中被广泛使用 。但是 RS2485的两根通信线是有极性的 ,在具体连接布线时 ,不能将其接反 。而 实际布线时 ,当接线距离远 、从节点多时 ,很容易将两根通信线接反 。为了解决这一问题 ,文中首先分 析了容易接错的几种方法 ,然后提出两种可行的修正方案 ,并对这两种方案加以比较 。
该书由化学工业出版社装备与信息出版中心出版 。如要出版新著 ,请与编辑联系 。如要该图书的内容简介和详细目录 ,或者 更多的专业图书信息 ,请登录 www. cip. com. cn。地址 :北京市朝阳区惠新里 3号 ( 100029) ;邮购 : 010264982530, 64982511 (发行部 邮购科 ) ;编辑 : 010264982556, 64982554 (装备与信息出版中心 ) 。
3 自动修正方案
图 1 RS2485通信网络极性错误之处
2 设置 RS2485网络通信线极性检查功能
在主从式分布式系统中设置 RS2485 网络通信线 极性检查功能 ,可以和其他有关通信检查结合起来 。 我们知道 ,在一个主从式分布式系统中 ,是一个主模块
收稿日期 : 2005206213; 修回日期 : 2005208220。
其主要的算法思想是 : 增加一张位映像 ( bi , Ki ) 表 ,因为每一个从模块只需占用 1 bit,如果有 n个从模 块 , 则需要占用 n / 8个存储单元 。先通过一个检查程
图 4 RS2485极性校正程序框图
4 结束语
从以上讨论中可以看出 ,在实际应用中 ,从模块的 数量远远大于主模块 ,使用自动修正方案 ,只需要在主 模块中增加 2个异或门和占用 1 根 I/O 口线 ,再增加 一些程序 ,而从模块无论是硬件还是软件都不需要做 任何改动 ,所以有很好的实际意义 。
关键词 : RS2485, 串行通信 , 无极性接线 中图分类号 : TP336
1 问题的提出
RS2485通信的特点是传输距离长 、抗干扰能力 强 、线路连接简单 ,在分布式系统的通信中被广泛使 用 。使用最多的方式是 ,由 1 个主节点和多个从节点 组成主从式分布式系统 ,即用两根有极性的通信线 。 由于 RS2485的两根通信线是有极性的 ,所以在具体连 接布线时 ,要非常仔细 ,不能将其接反 。但在实际布线 时 ,当接线距离远 、从节点多时 ,中间往往又需要增加 多个分续接线盒 ,这就很容易将两根通信线接反 ,从而 造成通信信号无法正确传输 。图 1 就是一个 RS2485 通信中可能出现极性错误的几个地方 。从图中可以看 出 ,主要出现在两处 ,一是从 RS2485网络中接到从模 块时接反 ,二是当 RS2485网络增加分续接线盒 (距离 较远时不得不接 )而在分续接线盒接线时不慎接错 。 从而造成后面已经接线正确的从模块 ,也变成极性相 反 。为了解决这一情况 ,本文提出两种可行的修正方 案 ,并对这两种方案加以比较 。
为了实现该方案 ,首先在主模块程序中建立一张 表 ,此 表 最 后 保 存 在 主 模 块 中 的 E2 PROM 或 Flash RAM 中 (在主从式分布式系统中一般都会设计这一类 存储器 ) 。而增设 2 个异或门也并不难 ,可以用标准 异或门实现 。如果系统中使用了 PLD 器件 ,则可直接 在 PLD 器件中加入有关部件即可 。
·56·
R S2485 通信信 号 标 准 规 定 了 差 分 平 衡 的 电 气 接 口 ,它采用平衡驱动和差分接收的方法 ,从根本上消除 了信号地线 ,这相当于两个单端驱动器 ,输入同一个信 号时 ,其中一个驱动器的输出永远是另一个驱动器的 反相信号 。于是 ,两条路线传输的信号电平 ,当一条表 示逻辑“1”时 ,另一条为逻辑“0”。在干扰信号作为共 模信号出现时 ,接收器接收差分输入电压 ,只要接收器 有足够的抗共模电压工作范围 ,就能识别两个信号并 能正确接收传输的信息 ,如图 2所示 。
第 31卷第 12期 2005年 12月
EL
电子工 ECTRON IC
程 EN
师 G IN
EER
V oDl.
31 ec.
No. 12 2005
RS2485网络通信的无极性接线设计
吴 强 1 , 周小芳 2
(1. 东南大学计算机科学与工程系 , 江苏省南京市 210096; 2. 东南大学电子管厂 , 江苏省南京市 210096)
序进行预检 ,当某一个从模块的通信线路极性接正确 , 对应位 ( bi )就填上“0”,反之就填上“1”。在以后真正 进行通信时 ,当主模块和某一个从模块通信时 ,先查一 下此表 ,再控制异或门进行信号反相或不反相 。 RS2 485极性校正程序如图 4所示 。
图 3 自动修正通信线路极性的示意图
此 方法的优点是 :不需要改变从模块的任何硬件 连接 ,只需要在主模块中增加 2 个异或门和占用 1 根 I/O 口线 ,可使整个系统改动最小 (因为 1个主模块对 于 n个从模块 ) 。主模块中需要加 RS2485极性校正程 序 ,该程序的主要功能是自动测试各个从模块 RS2485 极性是否接反 ,并加以记忆 ,在以后的使用时自动校正 接错的从模块极性 。
本自动修正方案已经成功地应用于多点故障定位 检测系统 ,效果很好 。
参 考 文 献
[ 1 ] 尤一鸣 ,等. 单片机总线扩展技术. 北京 :北京航空航天大 学出版社 , 1996
·书讯 ·
注塑ห้องสมุดไป่ตู้电子电路技术 (附光盘 )
李忠文 , 朱国宪 , 编著 2006年 1月出版 16开 /45元
本书汇集了各种主要机型注塑机电气电路 (继电器控制型 、PLC控制型 、微机控制型 ) ,电子电路 (温度控制器 、时间继电器 、电 子放大器 、微机控制器 )和微机控制系统电路 。为方便初学者使用 ,还介绍了电气图形符号和注塑机电路图 、印刷板图的绘制和识 读 。本书附光盘 ,内容为注塑机微机控制系统的应用程序示例 。
·55·
·计算机与自动化技术 ·
电子工程师
2005年 12月
图 2 RS2485两点传输电路
由此可见 ,当传输线路的极性接反时 ,则从 CPU 的 TXD 发送的逻辑“1”,到接收端的 RXD 接收时变为 逻辑 " 0" ,所以只需在 RXD 端加一个反相器即可 (当 然也可以在 TXD 发送端加一个反相器 ) 。因为并不是 所有的从模块的通信线路的极性都是反接 ,所以不能 简单地加上一个反相器 ,但可以通过异或门及相应的 控制进行选择 。如图 3所示 。
连接多个从模块 。但在通信过程中的某一时刻 ,则是 一个主模块和一个从模块之间进行通信 ,所以只需到 从模块上检查通信线路极性是否接反即可 。具体方法 是 ,由主控模块发出检查网络通信线极性的命令 ,采用 广播的方式不断向从模块发送 。在从模块中同样也有 相对应的功能程序进行接收 ,如果接收正确 ,则可以通 过某种方式表示 (如利用从模块上的指示灯或蜂鸣器 等 ) ;如果没有任何反应 ,则可以认为通信线极性接 反 ,这时可以将通信线 A、B 反接即可 。因为目前在测 控系统应用中 ,从模块 (A /D、D /A、I/O 等 )一般都采 用接线端子 ,因此 ,接线的调整并不困难 。但如果换位 后仍然没有任何反应 ,则可能是 RS2485网络通信线路 中某处已断 ,这就要进行其他相应检查加以解决 。
另一方面 ,设置此检查功能模块也可以在以后正 常使用后每隔一段时间进行一次对通信线路的检查 , 可以通过人为干预或设置为定时完成 。
但这种方法有一个缺点 ,即需要有人观察从模块 的对应指示 ,再加以调整 ,如果从模块被安装的位置不 便观察或调整 ,则此方法使用时不方便 。可以采用下 面介绍的一种自动修正方案加以解决 。
【摘 要 】 RS2485通信因其传输距离长 、抗干扰能力强 、线路连接简单等特点 ,在分布式系统的 通信中被广泛使用 。但是 RS2485的两根通信线是有极性的 ,在具体连接布线时 ,不能将其接反 。而 实际布线时 ,当接线距离远 、从节点多时 ,很容易将两根通信线接反 。为了解决这一问题 ,文中首先分 析了容易接错的几种方法 ,然后提出两种可行的修正方案 ,并对这两种方案加以比较 。
该书由化学工业出版社装备与信息出版中心出版 。如要出版新著 ,请与编辑联系 。如要该图书的内容简介和详细目录 ,或者 更多的专业图书信息 ,请登录 www. cip. com. cn。地址 :北京市朝阳区惠新里 3号 ( 100029) ;邮购 : 010264982530, 64982511 (发行部 邮购科 ) ;编辑 : 010264982556, 64982554 (装备与信息出版中心 ) 。
3 自动修正方案
图 1 RS2485通信网络极性错误之处
2 设置 RS2485网络通信线极性检查功能
在主从式分布式系统中设置 RS2485 网络通信线 极性检查功能 ,可以和其他有关通信检查结合起来 。 我们知道 ,在一个主从式分布式系统中 ,是一个主模块
收稿日期 : 2005206213; 修回日期 : 2005208220。
其主要的算法思想是 : 增加一张位映像 ( bi , Ki ) 表 ,因为每一个从模块只需占用 1 bit,如果有 n个从模 块 , 则需要占用 n / 8个存储单元 。先通过一个检查程
图 4 RS2485极性校正程序框图
4 结束语
从以上讨论中可以看出 ,在实际应用中 ,从模块的 数量远远大于主模块 ,使用自动修正方案 ,只需要在主 模块中增加 2个异或门和占用 1 根 I/O 口线 ,再增加 一些程序 ,而从模块无论是硬件还是软件都不需要做 任何改动 ,所以有很好的实际意义 。
关键词 : RS2485, 串行通信 , 无极性接线 中图分类号 : TP336
1 问题的提出
RS2485通信的特点是传输距离长 、抗干扰能力 强 、线路连接简单 ,在分布式系统的通信中被广泛使 用 。使用最多的方式是 ,由 1 个主节点和多个从节点 组成主从式分布式系统 ,即用两根有极性的通信线 。 由于 RS2485的两根通信线是有极性的 ,所以在具体连 接布线时 ,要非常仔细 ,不能将其接反 。但在实际布线 时 ,当接线距离远 、从节点多时 ,中间往往又需要增加 多个分续接线盒 ,这就很容易将两根通信线接反 ,从而 造成通信信号无法正确传输 。图 1 就是一个 RS2485 通信中可能出现极性错误的几个地方 。从图中可以看 出 ,主要出现在两处 ,一是从 RS2485网络中接到从模 块时接反 ,二是当 RS2485网络增加分续接线盒 (距离 较远时不得不接 )而在分续接线盒接线时不慎接错 。 从而造成后面已经接线正确的从模块 ,也变成极性相 反 。为了解决这一情况 ,本文提出两种可行的修正方 案 ,并对这两种方案加以比较 。
为了实现该方案 ,首先在主模块程序中建立一张 表 ,此 表 最 后 保 存 在 主 模 块 中 的 E2 PROM 或 Flash RAM 中 (在主从式分布式系统中一般都会设计这一类 存储器 ) 。而增设 2 个异或门也并不难 ,可以用标准 异或门实现 。如果系统中使用了 PLD 器件 ,则可直接 在 PLD 器件中加入有关部件即可 。
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R S2485 通信信 号 标 准 规 定 了 差 分 平 衡 的 电 气 接 口 ,它采用平衡驱动和差分接收的方法 ,从根本上消除 了信号地线 ,这相当于两个单端驱动器 ,输入同一个信 号时 ,其中一个驱动器的输出永远是另一个驱动器的 反相信号 。于是 ,两条路线传输的信号电平 ,当一条表 示逻辑“1”时 ,另一条为逻辑“0”。在干扰信号作为共 模信号出现时 ,接收器接收差分输入电压 ,只要接收器 有足够的抗共模电压工作范围 ,就能识别两个信号并 能正确接收传输的信息 ,如图 2所示 。