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零延时隔离技术的RS485息线节点设计

作者:时间:2009-12-14来源:网络收藏


引 言
在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中,总线因其硬件设计简单、控制方便、成本低等优点,广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域。总线采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动,各节点之间的通信是以一对双绞线作为传输介质。与232接口相比,RS总线的传输距离更长、抗干扰能力也更强。RS485总线具有以下一些特点:
①接口采用平衡驱动器和差分接收器,抗共模干扰能力强,即抗噪声干扰性好。
②收发器输出A、B之间的电平为+2~+6 V,是逻辑“1”;为-6~-2 V,是逻辑“0”。信号电平比RS232降低了,不易损坏接口芯片。另有“使能”控制信号,可使收发器处于高阻状态,切断与传输线的连接。
③接收器的输入灵敏度为200 mV。即在当收端VA-VB>+200 mV时,输出为逻辑“0”;VA-VB<-200 mV时,输出为逻辑“1”。
④最高传输速率为10 Mbps,最大传输距离标准值为1 200 m。
⑤在节点数为32个、配置120 Ω终端电阻的情况下,驱动器至少还能输出1.5 V电压(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)。
⑥具有多站点传输能力,即总线上允许挂接多个收发器,可建立设备网络。
在传统的RS485总线节点设计的基础上,本文基于ADI公司推出的带隔离的增强型RS485收发器AD-uM2483,采用磁耦隔离和硬件技术所设计的RS485总线节点,具有良好的抗干扰性和较高的通信速率,可应用在一些环境比较复杂的工业场合。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188465.htm


1 设计思想
RS485总线节点由单片机STC12C5410AD、带隔离的RS485收发器ADuM2483、高速三极管等组成。其中,ADuM2483的应用图如图1所示。STC12C5410AD是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍。其内部集成MAX810专用复位电路、4路PWM、通用全双工异步串行口(UART),可用定时器软件实现多串口;8路高速10位A/D转换,宽电压,不怕电源抖动,高抗静电(ESD保护),特别适用于强干扰场合。

在情况比较复杂的现场中,各节点之间存在很高的共模电压。虽然RS485总线采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动,具有一定的抗共模干扰能力,但当共模电压超过其极限接收电压时,RS485收发器就无法工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。因此,为了适应强干扰环境甚至更苛刻的性能要求,必须对RS485总线各节点实行电气隔离。


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