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对于由MCU结合RS-485微系统组建的测控网络,应优先采用各微系统独立供电方案,最好不要采用一台大电源给微系统并联供电,同时电源线(交直流)不能与RS-485信号线共用同一股多芯电缆。RS-485信号线宜选用截面积0.75mm2以上双绞线而不是平直线。对于每个小容量直流电源选用线性电源LM7805比选用开关电源更合适。当然应注意LM7805的保护:
1.LM7805输入端与地应跨接220~1000μF电解电容;
2.LM7805输入端与输出端反接1N4007二极管;
3.LM7805输出端与地应跨接470~1000μF电解电容和104pF独石电容并反接1N4007二极管;
4.输入电压以8~10V为佳,最大允许范围为6.5~24V。可选用TI的PT5100替代LM7805,以实现9~38V的超宽电压输入。
RS-485芯片供电电压为4.5~5.5V,可与MCU共用5V电源。因RS-485总线为并接式二线制接口,一旦有一只芯片故障就可能将总线"拉死",因此对其二线口VA、VB与总线之间应加以隔离。一种简单可行的方法是:VA、VB与总线之间各串接一只4~10Ω的PTC电阻,同时与地之间各跨接5V的TVS二极管以消除线路浪涌干扰。如没有PTC电阻和TVS二极管可用普通电阻和稳压管代替。为防止干扰信号误触发RO(接收器输出)负跳变(RO的负跳变是通信接收的关键),建议将RO外接10kΩ上拉电阻。对于收发控制端TC建议采用MCU引脚通过反相器进行控制,不宜采用MCU引脚直接进行控制以防止MCU上电时对总线的干扰。对外置设备为防止强电磁(雷电)冲击,建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片。
RS-485网络通常采用特性阻抗为120Ω双绞线作传输介质,传输速率300b/s~115.2kb/s兼容,为异步半双工结构。网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关,如75LBC184标称最大值为64点,MAX1487E标称最大值为128点。实际使用时,因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同,实际接点数均达不到理论值。例如75LBC184运用在500m分布的RS-485网络上节点数超过50或速率大于9.6kb/s时工作可靠性明显下降。根据笔者经验,节点数应按最大值的70%选取,传输速率在1200~9600b/s之间选取,通信距离1km以内,从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800b/s最佳。通信距离1km以上时应通过增加中继模块或降低速率的方法提高传输可靠性。
理论上讲,RS-485节点与主干之间距离即T头越短越好。T头小于10m的节点采用T型连接对网络匹配并无太大影响,可放心使用,但对于节点间距非常小(小于1m,如LED模块组合屏)应采用星型连接,若采用T型或串珠型连接就不能正常工作。RS-485是一种半双工结构通信总线,大多用于一对多点的通信系统,因此主机(PC)应置于一端,不要置于中间而形成主干的T型分布,同时位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻,以减少由于不匹配而引起的反射。
本人电子技术和计算机应用专业,郑重表示应该读为串行(xing)并行(xing),表示数据传输方式是一个接着一个,还是预备齐一起行(xing)进的意思,是动词,跟行(hang)列的概念没有丝毫关联!而在...
DSP芯片TMS320F2812 DSP片外扩展 64K * 16位SRAM(基本配置),最大可扩展到512K * 16位。内部RAM不够用时,用来扩充内存,当然是并行的。
串行就是数据一位一位传输的,数据线只需要一根(如果支持双向需要2根),并行就是数据多位同时传输(4位,8位,甚至64位,128位),当然效率是并行很高,但是如果远距离传输的话串行成本低。所以,一般设备...
RS-485通常应用于一对多点的主从应答式通信系统中,相对于RS-232等全双工总线效率低了许多,因此选用合适的通信协议及控制方式非常重要。
1.总线稳态控制(握手信号)大多数使用者选择在数据发送前1ms将收发控制端TC置成高电平,使总线进入稳定的发送状态后才发送数据;数据发送完毕再延迟1ms后置TC端成低电平,使可靠发送完毕后才转入接收状态。据笔者使用TC端的延时有4个机器周期已满足要求;
2.为保证数据传输质量,对每个字节进行校验的同时,应尽量减少特征字和校验字。惯用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成,每个数据包长度达20~30字节。在RS-485系统中这样的协议不太简练,因此向大家介绍适合RS-485使用的MODBUS标准协议。MODBUS协议采用下传8个字节,上传7个字节的方式进行通信,现已广泛使用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中。
上位机发送8个字节召测指令,其中地址、设备类别、通信路由、指令类别、指令长度、指令各占1个字节,CRC校验码占2个字节;下位机应答7个字节,地址、设备类别、数据长度各占1个字节,数据、CRC校验码各占2个字节。
CRC初始化为&HFFFF(CRC_L=&HFF,CRC_H=&HFF),将CRC_L与传输的第一个字节进行异或运算,然后将CRC进行右移(不循环)并判断:如移出的位为1,则CRC再与&HA001进行一次异或运算;如移出的位为0,则CRC不变。如此右移8次即完成第一个字节的校验,重复上述运算及右移直至将全部字节校验完毕,所生成的CRC(16位)即为传输校验码。
RS-485是一种低成本、易操作的通信系统,但是稳定性弱同时相互牵制性强,通常有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪,而且又难以判断。故向读者介绍一些维护RS-485的常用方法。
1.若出现系统完全瘫痪,大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿,使用万用表测VA、VB间差模电压为零,而对地的共模电压大于3V,此时可通过测共模电压大小来排查,共模电压越大说明离故障点越近,反之越远;
2.集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常,但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理,造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电;
3.总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2~3个节点(一般为后续)无法通信,因此将其逐一与总线脱离,如某节点脱离后总线能恢复正常,说明该节点故障;
4.系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态,最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片;
5.笔者曾遇到MCU故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片的现象,故提醒读者不要忘记对TC端的检查。尽管RS-485规定差模电压大于200mV即能正常工作。但实际测量:一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右(因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内)。
虽然RS-485总线存在一些缺点,但只要处理好细节,性能还是比较稳定的。
ECP系统列车总线电源设计
根据ECP系统列车总线电源的设计需求,选择推挽正激和单端反激两种DC/DC电路拓扑作为列车总线电源的电路拓扑,并设计了列车总线电源的控制程序,最后进行了地面联调试验。试验结果表明设计的列车总线电源满足ECP系统的工作要求。
基于FPGA的串行总线的信号发送卡设计
研究了以FPGA为核心的串行总线信号发送卡;介绍了一种用于烟草设备自动控制系统的硬件结构及主要芯片的选型;阐述了串行总线的主要硬件电路模块及实现方法。设计的硬件系统结构紧凑,满足信号高速传输的实时性和准确性,适应了市场需求。
电动汽车充电桩属于配电网侧,其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点,区域不同、条件不同,可应用的通信方式也不同,具体到电动汽车充电桩,其通信方式主要有有线方式和无线方式:
(1)有线方式
有线方式主要有:有线以太网(RJ45线、光纤)、工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)。
有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大,缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。
工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)优点是数据传输可靠,设计简单,缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。
(2)无线方式
无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务,如:GRPS、EVDO、CDMA等。
采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络,需要支付昂贵的月租和年费,随着充电桩数量的增加费用将越来越大;同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制,不利于设备的安全运行;其次,移动运营商的移动接入带宽属共享带宽,当局部区域有大量设备接入时,其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化,不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。