1 y broblem
Un o'r rhwydweithiau a ddefnyddir yn fwy cyffredin ym maes rheoli a mesur diwydiannol yw'r haen gorfforol gan ddefnyddio rhyngwyneb cyfathrebu Rs -485 sy'n cynnwys rhwydwaith offer rheoli diwydiannol. Gall y rhyngwyneb cyfathrebu hwn fod yn gyfleus iawn i lawer o ddyfeisiau i ffurfio rhwydwaith rheoli. O'r datrysiad cyfredol i ddatrys y cyfathrebu pellter hir rhwng microcontrolwyr wrth ddadansoddi llawer o raglenni, mae Modd Cyfathrebu Bws Rs -485 oherwydd strwythur syml, pris isel, pellter cyfathrebu a chyfradd trosglwyddo data yn briodol ac fe'i defnyddir yn helaeth Mewn offeryniaeth, synwyryddion deallus, rheolaeth ganolog, rheoli adeiladau, monitro a larwm a meysydd eraill. Fodd bynnag, bws Rs485 mae swyddogaeth hunan-addasol, hunan-amddiffyn yn fregus a diffygion eraill, megis peidio â rhoi sylw i rai manylion am y prosesu, methiant cyfathrebu yn aml neu hyd yn oed barlys system a methiannau eraill, felly mae'n hanfodol gwella'r Dibynadwyedd gweithredol y bws Rs -485.
RS485 Diagram Sgematig Rhyngwyneb Cyfathrebu
2 fater dylunio cylched caledwedd i fod yn ymwybodol ohonynt
2.1 Egwyddor Sylfaenol y Cylchdaith
Dangosir dyluniad cylched caledwedd nod yn Ffigur 1, lle defnyddir sglodyn rhyngwyneb Rs -485 SN75LBC184, sy'n mabwysiadu un cyflenwad pŵer VCC, y foltedd yn yr ystod o {{{4} {} i {{{{{{} 5}}. Gall 5 V weithio'n normal. Compared with ordinary RS-485 chip, it can not only resist the impact of lightning and can withstand up to 8 kV of electrostatic discharge impact, the chip integrated four transient over-voltage protection tube, can withstand up to 4{{ 33}} 0 V foltedd pwls dros dro. Felly, gall wella dibynadwyedd atal difrod mellt i'r ddyfais yn sylweddol. Ar gyfer rhai o amgylchedd mwy gelyniaethus yr olygfa, gellir ei gysylltu'n uniongyrchol â'r llinell drosglwyddo heb unrhyw gydrannau amddiffyn ychwanegol. Mae gan y sglodyn hefyd ddyluniad unigryw, pan fydd y mewnbwn yn gylched agored, mae ei allbwn yn uchel, a all sicrhau bod nam cylched agored i mewn i fewnbwn y derbynnydd, yn effeithio ar weithrediad arferol y system. Yn ogystal, ei rwystr mewnbwn ar gyfer rhwystriant mewnbwn safonol RS485 o 2 waith (yn fwy na neu'n hafal i 24 kΩ), felly gallwch gysylltu 64 transceivers ar y bws. Mae'r sglodyn wedi'i gynllunio'n fewnol i gyfyngu gyrrwr y llethr, fel na fydd ymyl y signal allbwn yn rhy serth, fel na fydd y llinell drosglwyddo yn cynhyrchu gormod o gydrannau amledd uchel, ac felly'n mygu ymyrraeth electromagnetig i bob pwrpas. Yn Ffigur 1, mae'r Opto-Coupler Pedwar-yn-un TLP521 fel bod y microcontroller a SN75LBC184 yn hollol rhydd o gysylltiad trydanol rhwng gwaith y dibynadwyedd. Yr egwyddor sylfaenol yw: Pan fydd y microcontroller p1. 6=0, mae'r deuod allyrru golau ffotocoupler yn allyrru golau, y dargludiad transistor ffotosensitif, allbwn foltedd uchel ({+5 v) Y sglodyn rhyngwyneb RS485, gan ganiatáu trosglwyddo. Pan fydd y microcontroller p1. 6=1, nid yw'r deuod allyrru golau ffotocoupler yn allyrru golau, nid yw'r transistor ffotosensitif yn cynnal, yr allbwn foltedd isel (0 V), dewis caniateir derbyniad. Egwyddor y derfynfa r (terfynell derbyn) a therfynell D (terfynell trosglwyddo) y Mae SN75LBC184 yn debyg i'r uchod.
2.2 Dylunio Consol DE Rs -485
Yn y system gyfathrebu hanner dwplecs a adeiladwyd gan fws Rs -485, dim ond un nod all fod yn y cyflwr trosglwyddo ac anfon data i'r bws ar unrhyw foment yn y rhwydwaith cyfan, a rhaid i'r holl nodau eraill fod yn y wladwriaeth dderbyn . Os oes 2 nod neu fwy na 2 nod i anfon data i'r bws ar yr un pryd, bydd yn arwain at holl fethiant trosglwyddo data'r anfonwr. Felly, wrth ddylunio caledwedd pob nod o'r system, yn gyntaf dylai geisio osgoi'r gwrthdaro data bysiau a achosir gan amodau annormal sy'n achosi i'r nod hwn anfon data i'r bws. Cymerwch y gyfres MCS51 o ficrocontrolwyr fel enghraifft, oherwydd ei bod yn ailosod y system, mae'r porthladdoedd I/O yn allbwn uchel, os yw'r porthladd I/O wedi'i gysylltu'n uniongyrchol â'r gyrrwr galluogi Terfynell DE y Rs {-485 Sglodion Rhyngwyneb, bydd yn gwneud De yn uchel yn ystod ailosod y CPU, fel bod y nod hwn yn y cyflwr anfon. Os oes nodau eraill ar y bws yn anfon data ar yr adeg hon, bydd y trosglwyddiad data yn cael ei amharu ac yn methu, neu hyd yn oed yn achosi'r bws cyfan oherwydd methiant nod a blocio cyfathrebu, sydd yn ei dro yn effeithio ar weithrediad arferol y cyfan system. Gan ystyried sefydlogrwydd a dibynadwyedd cyfathrebu, wrth ddylunio pob nod dylai reoli pin trosglwyddydd sglodion rhyngwyneb bws Rs485 wedi'i gynllunio i ddiwedd y rhesymeg wrthdro, hynny yw, y pin rheoli ar gyfer rhesymeg "1", y De diwedd y "0"; pin rheoli ar gyfer rhesymeg "0", y pin rheoli ar gyfer rhesymeg "{{{1 0}}", y pin rheoli ar gyfer rhesymeg "0", y pin rheoli ar gyfer rhesymeg "0", y pin rheoli ar gyfer rhesymeg "0". "0" Pan fydd y pin rheoli yn rhesymeg '1', yr ochr de yw '1'. Yn Ffigur 1, mae'r pin CPU P1.6 trwy'r ffotocoupler Drive de Terfynell, fel bod y pin rheoli yn uchel neu'n ailosod annormal fel bod y SN75LBC184 bob amser yn y cyflwr sy'n derbyn, ac felly'n osgoi'r nod o'r caledwedd oherwydd yr annormal i bob pwrpas oherwydd sefyllfa a achosir gan effaith y system gyfan. Mae hyn yn gosod y sylfaen ar gyfer cyfathrebu dibynadwy o'r system gyfan.
Yn ogystal, mae Watchdog Max813L yn y gylched, a all ailosod y rhaglen yn awtomatig a throsglwyddo rheolaeth y bws Rs -485 pan fydd gan y nod ddolen farw neu ddiffygion eraill. Mae hyn yn sicrhau na fydd y system gyfan yn fws unigryw oherwydd methiant nod, gan arwain at barlys y system gyfan.
2.3 Dylunio i osgoi gwrthdaro bysiau
Pan fydd angen i nod ddefnyddio'r bws, er mwyn gwireddu cyfathrebu bws dibynadwy, gwrandewch ar y bws yn gyntaf pan fydd data i'w anfon. Ar y rhyngwyneb caledwedd, gwrthdrowch y pin sy'n derbyn data yn gyntaf y sglodyn rhyngwyneb Rs {{0}} a'i gysylltu â'r pin ymyrraeth int 0 y CPU. Yn Ffigur 1, mae INT0 wedi'i gysylltu ag allbwn yr opto-coupler. Pan fydd y bws yn trosglwyddo data, mae'r data SN75LBC184 sy'n derbyn diwedd (terfynell R) yn dangos newid yn y lefelau uchel ac isel, y defnydd o'r CPU a gynhyrchir gan ymyl cwymp yr ymyrraeth (gellir ei ddefnyddio hefyd i ymholi'r ffordd), Gallwch ddysgu ar yr adeg hon a yw'r bws yn "brysur", h.y., a oes nod ar y bws yn cyfathrebu. Os yw'n "segur", gallwch gael mynediad i'r bws, sy'n datrys problem gwrthdaro bysiau yn well. Ar y sail hon, gallwch hefyd ddiffinio blaenoriaeth negeseuon amrywiol, fel y gellir anfon negeseuon â blaenoriaeth uchel yn gyntaf, a thrwy hynny wella'r system amser real ymhellach. Ar ôl mabwysiadu'r ffordd hon o weithio, nid oes gwahaniaeth bellach rhwng nodau meistr a chaethweision yn y system, ac mae gan bob nod fynediad cyfartal i'r bws, ac felly'n osgoi'r sefyllfa i bob pwrpas lle mae baich cyfathrebu nodau unigol yn drwm. Gellir gwella cyfradd defnyddio'r bws ac effeithlonrwydd cyfathrebu'r system yn fawr, fel bod ymateb amser real y system wedi'i wella, a hyd yn oed os bydd nodau unigol yn y system yn methu, ni fydd yn effeithio ar nodau eraill y cyfathrebu arferol a'r gwaith arferol. Mae hyn yn gwneud "perygl" y system wedi'i ddatganoli, mewn ffordd i wella dibynadwyedd a sefydlogrwydd y system.
2.4 Rs -485 Dyluniad cylched allbwn
Yn Ffigur 1, VD1 ~ VD4 ar gyfer y deuod cyfyngwr signal, dylai ei werth rheoleiddiwr foltedd sicrhau cydymffurfiad â'r safon Rs -485, VD1 a VD3 i gymryd 12 V, VD2 a VD4 i gymryd 7 V, er mwyn sicrhau sicrhau sicrhau sicrhau 7 V, er mwyn sicrhau sicrhau 7 V, er mwyn sicrhau bod osgled y signal wedi'i gyfyngu i'r -7 ~ +12 v rhwng y gallu i wella'r gwrthiant ymhellach i gor -foltedd. Mae ystyried amgylchiadau arbennig y llinell (megis nod o'r sglodyn Rs -485 yn chwalfa cylched byr), er mwyn atal y bws rhag estyniadau eraill o'r cyfathrebu, yn cael ei effeithio, yn allbwn signal SN75LBC184 wedi'i gysylltu mewn cyfres â dau wrthydd 20 Ω R1 a R2, fel nad yw methiannau caledwedd y peiriant yn gwneud i'r cyfathrebu bws cyfan gael ei effeithio. Wrth adeiladu maes y System Gymhwyso Peirianneg, oherwydd y cludwr cyfathrebu mae pâr troellog, ei rwystr nodweddiadol o tua 120 Ω, felly dyluniad y llinell, yn y llinell drosglwyddo rhwydwaith RS485 ar y dechrau a'r diwedd Y gwrthydd paru 1 120 ω (megis Ffigur 1 yn yr R3), er mwyn lleihau adlewyrchiad y signal a drosglwyddir ar y llinell.
2.5 Dewis Cyflenwad Pwer System
Ar gyfer y cyfuniad o rwydwaith mesur a rheoli microcontroller rs {{{0}}, dylid rhoi blaenoriaeth i ddefnyddio rhaglen cyflenwi pŵer annibynnol ar gyfer pob nod, ar yr un pryd, ni ellir rhannu'r llinell bŵer â'r RS -485 Llinell signal gyda chebl aml-graidd. Dylid dewis llinell signal RS -485 o'r ardal drawsdoriadol o 0.75 mm2 neu fwy o bâr o wifrau troellog yn hytrach na llinell syth wastad, ac mae dewis cyflenwad pŵer llinellol TL750L05 na dewis y cyflenwad pŵer newid yn fwy priodol. Rhaid i TL750L05 fod â chynhwysedd allbwn, os nad oes cynhwysedd allbwn, y foltedd allbwn ar gyfer tonffurf llif llif, ymyl cynyddol y donffurf llif llif gyda'r newidiadau foltedd mewnbwn, ynghyd â chynhwysedd allbwn, gallwch atal y ffenomen.
3 Rhaglennu Meddalwedd
SN75LBC184 Yn y modd derbyn, a, b yw'r mewnbwn, r yw'r allbwn; Yn y modd trosglwyddo, D yw'r mewnbwn, a, b yw'r allbwn. Pan fydd y cyfeiriad trosglwyddo yn cael ei newid unwaith, os na fydd y mewnbwn yn newid, yna mae'r allbwn yn gyflwr ar hap ar yr adeg hon, nes bod y wladwriaeth fewnbwn yn newid unwaith, pennir y wladwriaeth allbwn. Yn amlwg, ar ôl trosglwyddo o'r modd trosglwyddo i'r modd Derbyn, os yw R yn isel cyn newid statws A a B, ac mae R yn dal yn isel ar y darn cychwyn data cyntaf, mae'r CPU o'r farn nad oes did cychwyn ar hyn o bryd ar hyn o bryd , ac nid yw'r CPU yn dechrau derbyn y data cyntaf nes bod yr ymyl cwympo gyntaf yn digwydd, a fydd yn arwain at wall derbyn. Ar ôl trosglwyddo o'r modd derbyn i'r modd trosglwyddo, cyn i'r D newid, os yw'r foltedd rhwng A a B yn isel, ac anfonir y darn cychwyn data cyntaf, mae'r foltedd rhwng A a B yn dal i fod yn isel, ac nid oes cychwyn did yn y pinnau A a B, a fydd hefyd yn arwain at wall trosglwyddo. Yr ateb i oresgyn y canlyniad hwn yw: mae'r gwesteiwr yn anfon dau air cydamseru yn barhaus, y gair cydamseru i gynnwys newidiadau ymyl lluosog (megis 55h, 0 aah), ac anfon ddwywaith (gall y tro cyntaf dderbyn gwall a wedi'i anwybyddu), mae'r derbynnydd yn derbyn y gair cydamseru, gellir trosglwyddo'r data, gan sicrhau cyfathrebu cywir.
Er mwyn gweithio'n fwy dibynadwy, yn y RS485 mae angen oedi priodol ar newid y wladwriaeth fysiau cyn anfon a derbyn data. Mae arfer penodol yn y cyflwr trosglwyddo data, y set derfynell reoli gyntaf "1", oedi 0. 5 ms neu fwy, ac yna anfonwch ddata dilys, cwblheir y trosglwyddiad data, ac yna oedi 0. 5 ms, y set derfynell reoli "0". Bydd prosesu o'r fath yn gwneud i'r bws gael proses weithio sefydlog yn ystod newid y wladwriaeth.
Yn y bôn, gellir rhannu rhaglen nod cyfathrebu microcontroller yn chwe phrif ran, sef yr adran a ddiffiniwyd ymlaen llaw, yr adran ymgychwyn, yr adran brif raglen, yr adran canfod statws dyfais, yr adran sy'n derbyn ffrâm a'r adran anfon ffrâm. Mae'r rhan a ddiffiniwyd ymlaen llaw yn diffinio'r signalau ysgwyd llaw yn bennaf a ddefnyddir yn y cyfathrebu, y byffer a ddefnyddir i arbed gwybodaeth y ddyfais a'r newidyn i arbed rhif dyfais y nod hwn. Rhaid i'r rhan canfod statws dyfais ymateb yn unol â hynny pan fydd methiant caledwedd yn digwydd ar ôl cychwyn y rhaglen. Dylai'r brif adran raglen allu derbyn fframiau gorchymyn ac ymateb yn unol â hynny i gynnwys y gorchymyn. I fyrhau'r hyd, dim ond cod y brif adran rhaglen a roddir yma.
4 Casgliad
Er bod rhai diffygion o'r bws Rs -485, ond oherwydd ei ddyluniad llinell mae'n syml, yn rhad, yn hawdd ei reoli, cyn belled â bod y manylion yn cael eu trin yn dda, mewn rhai cymwysiadau peirianneg gall chwarae rôl dda o hyd. Yn fyr, dylid ystyried yr allwedd i ddatrys dibynadwyedd y prosiect cyn dechrau'r gwaith adeiladu cyn y mesurau y gellir eu cymryd er mwyn datrys y broblem yn sylfaenol, yn hytrach nag aros tan y peirianneg hwyr i drwsio.