电流环在产品中的应用

电流环在产品中的应用
摘要：在高噪声环境下，实现远距离通讯是十分困难的。

为了解决这一问题，本文提供了一种硬件以隔离电流环，软件以抗干扰通讯指令的解决方案。

在高噪声的环境中，和传统485方式进行了对比。

关键词：电流环；远距离隔离；通讯信号隔离；通讯指令；高可靠
中图分类号：j524.2 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012）19-0000-02
1 引言
串行通讯作为通讯的一种主要形式，在大多数场合中得到应用。

但由于串行口直接接收、发送的串行数据所能传输的最大距离取决于传输速率和传输的电气性能，具体情况还和环境的干扰有关，最大的传输距离不超过50米。

20ma电流环接口是产业界流行的一种串行数据通讯方法，电流信号传输比电压信号传输具有更好的抗干扰能力，尤其体现在产业现场的强抗干扰能力和噪声抑制能力，尤其适合远距离隔离的串行通讯。

广泛的应用于称重仪器仪表通讯、plc以及电表的数据采集。

电流环通讯原理：20ma电流环是美国电子工业协会（eia）颁布的一种非正式的串行通信电气标准。

以20ma电流流过通讯环路表示数据信号的传号-逻辑1，无电流为空号-逻辑0，由于光耦是一种电-光、光-电转换器件，因此，可以使用光耦器件在接收端将电
流信号还原为单片机可以读取的电平信号。

由于通讯线路中的电磁干扰及线路本身的分布电容对电平信号的影响很大，而对线路中的电流影响不大，所以电流环具有很高的抗干扰性能，可以延长通讯的距离。

在电流环通讯中，可以根据需要来选择光耦器件。

对通讯速率不高而通讯距离在2km以内的场合tlp512比较合适；对于高速通讯时，可选用6n136；对于干扰环境强的场合，可选用4n25。

本文的通讯距离在2km左右，对通讯速率没有很高的要求，因此选用tlp512。

通讯原理如上图1 所示。

由于在实际应用中，通讯距离的远近不同，通讯线的特性参数也会直接影响电流环路的通讯效果，需要采用有一定驱动能力的驱动器件。

而75452 器件是吸收电流能力很强，其输入特性符合ttl电平的需要，可方便与ttl电平进行接口的驱动器件，因此本文采用驱动器件75452。

2 硬件电路和原理
*本文中电路参数可根据实际使用要求变更以获得更好效果。

2.1 输入输出电路
输出采用tlp521，实现通讯信号隔离。

输入采用tlp521，实现通讯信号隔离。

2.2 恒流电路
图示中电路为0-20ma恒流电路。

2.3 还原
3 软件编制
波特率设定等和一般通讯模式相同，8个数据位，一个校验位，
一个停止位。

为了防止误逻辑，提高抗干扰特性，特编写了一套仿通讯at指令的通讯指令方法。

4 实际使用效果
在实际使用中，本文中所提及的软件和硬件使用在高噪声环境中。

传输控制指令高可靠，100%没有误逻辑。

在恶劣环境中，传输100米100%数据准确，同等环境下，485方式传输，误码率达到20%。