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分析防止RS-485的DE控制端设总线冲突

来源:网上转载-RS-485  发布时间:2014-08-22 17:09:16

RS-485的DE控制端设计

在RS-485总线构筑的半双工通信系统中,在整个网络中任一时刻只能有一个节点处于发送状态并向总线发送数据,其他所有节点都必须处于接收状态。如果有2个节点或2个以上节点同时向总线发送数据,将会导致所有发送方的数据发送失败。因此,在系统各个节点的硬件设计中,应首先力求避免因异常情况而引起本节点向总线发送数据而导致总线数据冲突。以MCS51系列的单片机为例,因其在系统复位时,I/O口都输出高电平,如果把I/O口直接与RS-485接口芯片的驱动器使能端DE相连,会在CPU复位期间使DE为高,从而使本节点处于发送状态。如果此时总线上有其他节点正在发送数据,则此次数据传输将被打断而告失败,甚至引起整个总线因某一节点的故障而通信阻塞,继而影响整个系统的正常运行。考虑到通信的稳定性和可靠性,在每个节点的设计中应将控制RS-485总线接口芯片的发送引脚设计成DE端的反逻辑,即控制引脚为逻辑“1”时,DE端为“0”;控制引脚为逻辑“0”时,DE端为“1”。将CPU的引脚Pl.6通过光电祸合器驱动DE端,这样就可以使控制引脚为高或者异常复位时使SN75LBC184始终处于接收状态,从而从硬件上有效避免节点因异常情况而对整个系统造成的影响。这就为整个系统的通信可靠奠定了基础。

此外,电路中还有1片看门狗MAX813L,能在节点发生死循环或其他故障时,自动复位程序,交出RS-485总线控制权。这样就能保证整个系统不会因某一节点发生故障而独占总线,导致整个系统瘫痪。

 

RS-485

 

RS-485避免总线冲突的设计

当一个节点需要使用总线时,为了实现总线通信可靠,在有数据需要发送的情况下先侦听总线。在硬件接口上,首先将RS-485接口芯片的数据接收引脚反相后接至CPU的中断引脚INTO。在图1中,INTO是连至光电祸合器的输出端。当总线上有数据正在传输时,SN75LBC184的数据接收端(R端)表现为变化的高低电平,利用其产生的CPU下降沿中断(也可采用查询方式),能得知此时总线是否正“忙”,即总线上是否有节点正在通信。如果“空闲”,则可以得到对总线的使用权限,这样就较好地解决了总线冲突的问题。在此基础上,还可以定义各种消息的优先级,使高优先级的消息得以优先发送,从而进一步提高系统的实时性。采用这种工作方式后,系统中已经没有主、从节点之分,各个节点对总线的使用权限是平等的,从而有效避免了个别节点通信负担较重的情况。总线的利用率和系统的通信效率都得以大大提高,从而也使系统响应的实时性得到改善,而且即使系统中个别节点发生故障,也不会影响其他节点的正常通信和正常工作。这样使得系统的“危险”分散了,从某种程度上来说增强了系统的工作可靠性和稳定性。

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