RS485硬件电路设计中需注意的问题

1万 · 2018-1-27 12:20

本帖最后由山东电子小菜鸟于 2018-10-9 19:30 编辑

RS485硬件电路设计中需注意的问题

1 问题的提出

在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485通信接口所组成的工控设备网络。这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。从目前解决单片机之间中长距离通信的诸多方案分析来看，RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。但RS485总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点，如不注意一些细节的处理，常出现通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线运行可靠性至关重要。

2 硬件电路设计中需注意的问题(隔离完整原理图)

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　　　图2数据通信程序基本流程图

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　　单片机通信节点的程序基本上可以分为6个主要部分，分别为预定义部分、初始化部分、主程序部分、设备状态检测部分、帧接收部分和帧发送部分。预定义部分主要定义了通信中使用的握手信号，用于保存设备信息的缓冲区和保存本节点设备号的变量。设备状态检测部分应能在程序初始化后，当硬件发生故障时，作出相应的反应。主程序部分应能接收命令帧，并根据命令的内容作出相应的回应。为缩短篇幅，这里仅给出主程序部分的代码。如下所示：

　　/*主程序流程*/
　　while(1){　　　　　　　　　//主循环
　　　　if(recv_cmd(&type)==0)//发生帧错误或帧地址与本机
　　　　　　　　　　　　　　　 //地址不符，丢弃当前帧后返回
　　continue;
　　switch(type){
　　　　case__ACTIVE_:　　　　//主机询问从机是否存在
　　　　　　send_data(__OK_, 0,dbuf);//发送应答信息
　　　　　　break;
　　　　case__GETDATA_:
　　　　　　len = strlen(dbuf);
　　　　　　send_data(__STATUS_, len,dbuf);//发送状态信息
　　　　　　　　break;
　　　　default:
　　　　　　　　break;　　　　//命令类型错误，丢弃当前帧后返回
　　　　}
　　}

4 结论

　　RS-485由于使用了差分电平传输信号，传输距离比RS-232更长，最多可以达到3000 m，因此很适合工业环境下的应用。但与CAN总线等更为先进的现场工业总线相比，其处理错误的能力还稍显逊色，所以在软件部分还需要进行特别的设计，以避免数据错误等情况发生。另外，系统的数据冗余量较大，对于速度要求高的应用场所不适宜用RS-485总线。虽然RS-485总线存在一些缺点，但由于它的线路设计简单、价格低廉、控制方便，只要处理好细节，在某些工程应用中仍然能发挥良好的作用。总之，解决可靠性的关键在于工程开始施工前就要全盘考虑可采取的措施，这样才能从根本上解决问题，而不要等到工程后期再去亡羊补牢。