1 problema
Vienas iš dažniausiai naudojamų tinklų pramonės kontrolės ir matavimo srityje yra fizinis sluoksnis, kuriame naudojamas RS -485 ryšio sąsaja, sudaryta iš pramoninės valdymo įrangos tinklo. Ši ryšio sąsaja gali būti labai patogi daugeliui įrenginių, kad būtų sukurtas valdymo tinklas. Remiantis dabartiniu sprendimu, siekiant išspręsti tolimojo mikrovaldiklių ryšį analizuojant daugelio programų analizę, Rs -485 magistralės ryšio režimas Dėl paprastos struktūros, mažos kainos, ryšio atstumo ir duomenų perdavimo greičio yra tinkamas ir plačiai naudojamas ir plačiai naudojamas Instrumentuose, intelektualūs jutikliai, centralizuota valdymas, pastato valdymas, stebėjimas ir aliarmas bei kiti laukai. Tačiau RS485 autobusas yra savarankiškas, savarankiškos apsaugos funkcija yra trapi ir kiti trūkumai, pavyzdžiui, nekreipia dėmesio į kai kurias apdorojimo detales, dažnai bendravimo gedimus ar net sistemos paralyžių ir kitų nesėkmių, todėl būtina pagerinti RS -485 operacinis patikimumas.
RS485 Ryšio sąsajos schema
2 aparatūros grandinės projektavimo problemos, kurias reikia žinoti
2.1 Pagrindinis grandinės principas
Mazgo aparatūros grandinės dizainas parodytas 1 paveiksle, kuriame naudojamas RS -485 sąsajos sąsajos SN75LBC184 5}}. 5 V gali veikti normaliai. Palyginti su įprastu RS -485 lustu, jis gali ne tik atsispirti žaibo poveikiui ir atlaikyti iki 8 kV elektrostatinio iškrovos smūgio, o lustas integruotas keturių pereinamųjų įtampos apsaugos vamzdis, gali atlaikyti iki 4 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{ 33}} 0 V trumpalaikė impulsų įtampa. Todėl tai gali žymiai pagerinti prietaiso žaibo pažeidimo išvengimo patikimumą. Kai kuriose priešiškesnėse scenos aplinkose galima tiesiogiai prijungti prie transmisijos linijos be jokių papildomų apsaugos komponentų. Lustas taip pat turi unikalų dizainą, kai įvestis yra atviros grandinės, jos išėjimas yra didelis, o tai gali užtikrinti, kad imtuvo įvesties kabelis turėtų atviros grandinės gedimą, neturi įtakos įprastam sistemos veikimui. Be to, jo įvesties varža RS485 standartinei įvesties varža yra 2 kartus (didesnė arba lygi 24 kΩ), taigi galite jungti 64 siųstuvus autobuse. Lustas yra suprojektuotas norint apriboti nuolydžio tvarkyklę, kad išvesties signalo kraštas nebūtų per daug kietas, kad perdavimo linija negamintų per daug aukšto dažnio komponentų, taigi veiksmingai užgniaužtų elektromagnetinius trukdžius. 1 paveiksle keturias viename OPTO-COUPLER TLP521 taip, kad mikrokontroleris ir SN75LBC184 visiškai be patikimumo darbo nėra elektrinis. Pagrindinis principas yra toks: kai mikrokontroleris P1. 6=0, fotokupiklio šviesos diodas skleidžia šviesą, fotosteilinis tranzistoriaus laidumas, aukštos įtampos išėjimas ({{{{{{{{{+5 v), parinktas dE de galą RS485 sąsajos lustas, leidžiantis perduoti. Kai mikrokontroleris P1. 6=1, fotokupiklio šviesos diodas neišskiria šviesos, fotosencialus tranzistorius neveikia, išėjimo žemos įtampos (0 V), pasirinkta RS485 sąsajos lusto RS485 gnybtas, ir RS485 sąsajos lusto pakartotinis gnybtas ir RS485 sąsajos lusto pakartotinis gnybtas ir RS485 sąsajos lusto RS gnybtas ir RS485 sąsajos lusto terminalas ir RS485 sąsajos mikroschemos. Leidžiama priėmimas. SN75LBC184 yra panašus į aukščiau pateiktą.
2.2 RS -485 de konsolės dizainas
Pusiau dvipusės ryšio sistemoje, kurią sukonstravo RS -485 magistralė, perdavimo būsenoje gali būti tik vienas mazgas ir bet kuriuo metu visame tinkle nusiųsti duomenis į magistralę, o visi kiti mazgai turi būti priėmimo būsenoje. . Jei yra 2 mazgai arba daugiau nei 2 mazgai, kurie tuo pačiu metu siųstų duomenis į magistralę, tai sukels visų siuntėjo duomenų perdavimo gedimą. Todėl kiekvieno sistemos mazgo aparatinės įrangos dizaine pirmiausia turėtų būti siekiama išvengti autobusų duomenų konflikto, kurį sukelia nenormalios sąlygos, dėl kurių šis mazgas siunčia duomenis į magistralę. Paimkite „MCS51“ mikrovaldiklių seriją kaip pavyzdį, nes jis yra sistemos nustatymo iš naujo, I/O prievadai yra dideli, jei I/O prievadas yra tiesiogiai sujungtas su tvarkyklės įjungtu RS -485 terminalu. Sąsajos lustas, CPU nustatymo metu jis padarys aukštą, kad šis mazgas būtų siunčiančioje būsenoje. Jei šiuo metu magistralėje siunčiami magistralės mazgai, duomenų perdavimas bus nutrauktas ir sugenda ar netgi sukels visą magistralę dėl mazgo ir ryšio blokavimo gedimo, o tai savo ruožtu daro įtaką normaliam viso veikimo visam veikimui sistema. Atsižvelgiant į ryšio stabilumą ir patikimumą, projektuojant kiekvieną mazgą, turėtų valdyti RS485 magistralės sąsajos lusto siųstuvo kaištį, skirtą atvirkštinės logikos, tai yra, valdymo kaiščiui „1“, „1“, t. „0“ pabaiga; „{0“ logikos valdymo kaištis, „{{1 0}}“ logikos valdymo kaištis, valdymo kaištis „{0}“, t. „{0“ logikos valdymo kaištis, „{0“ logikos valdymo kaištis. „0“, kai valdymo kaištis yra loginis „1“, de pusė yra „1“. 1 paveiksle CPU PIN P1.6 per fotokupiklio pavaros de terminalą, kad valdymo kaištis būtų aukštas arba nenormalus iš naujo, kad SN75LBC184 visada būtų priėmimo būsenoje, todėl veiksmingai vengia mazgo iš aparatūros dėl nenormalios nenormalios. situacija, kurią sukelia visos sistemos poveikis. Tai yra pagrindas patikimam visos sistemos komunikacijai.
Be to, grandinėje yra budėtojas MAX813L, kuris gali automatiškai iš naujo nustatyti programą ir perduoti RS -485 magistralės valdymą, kai mazgas turi negyvą kilpą ar kitus gedimus. Tai užtikrina, kad visa sistema nebus išskirtinė magistralė dėl mazgo gedimo, dėl kurio bus paralyžius visa sistema.
2.3 Dizainas, kad būtų išvengta autobusų konflikto
Kai mazgui reikia naudoti autobusą, norint įgyvendinti patikimą autobuso ryšį, pirmiausia klausykite autobuso, kai reikia išsiųsti duomenis. Aparatūros sąsajoje pirmiausia apverskite RS {{{0}}}} sąsajos lustą ir prijunkite jį prie CPU CPU pertraukimo kaiščio int 0. 1 paveiksle INT0 yra prijungtas prie OPTO-COUPLER išvesties. Kai magistralė perduoda duomenis, SN75LBC184 duomenys, gaunantys pabaigą (R terminalas), rodo aukšto ir žemo lygio pokyčius, CPU naudojamas krintantis nutraukimo kraštas (taip pat gali būti naudojamas užklausai užklausą). Šiuo metu galite sužinoti, ar autobusas yra „užimtas“, ty, ar autobuse yra mazgas. Jei „tuščiosios eigos“ galite patekti į autobusą, kuris geriau išsprendžia autobusų konfliktų problemą. Remdamiesi tuo, jūs taip pat galite apibrėžti įvairių pranešimų prioritetą, kad pirmiausia būtų galima išsiųsti aukšto prioriteto pranešimus, taip dar labiau patobulinti realaus laiko sistemą. Priėmus tokį darbo būdą, sistemoje nebėra skirtumo tarp pagrindinio ir vergo mazgų, o kiekvienas mazgas turi vienodą prieigą prie magistralės, todėl veiksmingai išvengia situacijos, kai atskirų mazgų komunikacijos našta yra sunki. Autobuso panaudojimo greitis ir sistemos ryšių efektyvumas gali būti žymiai pagerintas, kad būtų patobulintas sistemos realaus laiko reakcija, ir net jei atskiri sistemos mazgai nepavyks, tai neturės įtakos kitiems mazgų mazgams normalus bendravimas ir normalus darbas. Tai daro sistemos „pavojų“ decentralizuotą, kad padidintų sistemos patikimumą ir stabilumą.
2.4 RS -485 išvesties grandinės dizainas
1 paveiksle, VD1 ~ VD4 Signalo ribotuvo diodui, jo įtampos reguliatoriaus vertė turėtų užtikrinti RS -485 standarto, VD1 ir VD3 atitiktį, kad būtų galima paimti 12 V, VD2 ir VD4, kad būtų 7 V, kad būtų užtikrinta užtikrinti kad signalo amplitudė apsiriboja -7 ~ +12 v tarp gebėjimo dar labiau pagerinti atsparumą iki atsparumo iki atsparumo viršįtampis. Atsižvelgiant į specialias linijos aplinkybes (pvz., RS {-485 lusto mazgas yra trumpo jungimo skilimas), kad būtų išvengta magistralės nuo kitų ryšio plėtinių, SN75LBC184 signalo išvestyje yra sujungtas iš eilės su dviem 20 Ω rezistoriais R1 ir R2, kad mašinos aparatūros gedimai nepadarytų įtakos visos magistralės ryšiui. Programų sistemos inžinerijos statyboje dėl komunikacijos laikiklio yra susukta pora, jos charakteristikos varža - maždaug 120 Ω, taigi linijos dizainas, RS485 tinklo perdavimo linijoje pradžioje ir pabaigoje, turėtų būti prijungta prie kiekvieno iš kiekvieno iš jų 1 120 ω atitikimo rezistorius (pvz., 1 paveikslas R3), kad būtų sumažintas perduodamo signalo atspindys linijoje.
2.5 Sistemos maitinimo šaltinis pasirinkimas
Mikrovaldiklio RS {{{0}}}} matavimo ir valdymo tinklo deriniui turėtų būti teikiama pirmenybė kiekvieno mazgo nepriklausomos maitinimo programos naudojimui, tuo pačiu metu elektros linijos negalima bendrinti su. RS -485 signalo linija su kelių branduolių kabeliu. RS -485 signalo linija turėtų būti pasirinkta iš 0,75 mm2 ar daugiau susuktų laidų poros skerspjūvio, o ne plokščios tiesios linijos, o linijinio maitinimo šaltinio TL750L05 pasirinkimas nei perjungimo maitinimo šaltinis yra daugiau. tinkama. TL750L05 turi turėti išėjimo talpą, jei nėra išėjimo talpos, Sawtooth bangos formos išėjimo įtampa, kylančio pjūklo bangos formos kraštas su įvesties įtampos pokyčiais ir išėjimo talpa, galite slopinti reiškinį.
3 programinės įrangos programavimas
SN75LBC184 Gavimo režime, A, B yra įvestis, R yra išvestis; Siuntimo režime D yra įvestis, a, b yra išvestis. Kai perdavimo kryptis keičiama vieną kartą, jei įvestis nesikeičia, šiuo metu išvestis yra atsitiktinė būsena, kol įvesties būsena pasikeis vieną kartą, išvesties būsena nustatoma. Akivaizdu, kad perleidus iš perdavimo režimo į priėmimo režimą, jei R yra žemas prieš pakeisdami A ir B būseną, o R vis dar yra žemas pirmojo duomenų pradžios bitoje, CPU mano, kad šiuo metu nėra pradžios bitų , ir CPU nepradeda gauti pirmųjų duomenų, kol neįvyks pirmasis krintantis kraštas, o tai padarys priėmimo klaidą. Po perkėlimo iš priėmimo režimo į perdavimo režimą, prieš keičiant D, jei įtampa tarp A ir B yra žema, o pirmojo duomenų pradžios bitas siunčiamas, įtampa tarp A ir B vis dar yra žema, o pradžios nėra. šiek tiek A ir B kaiščiuose, o tai taip pat sukels perdavimo klaidą. Sprendimas, kaip įveikti šią pasekmę, yra toks: pagrindinis kompiuteris nuolat siunčia du sinchronizacijos žodžius: sinchronizacijos žodį, įtraukdamas kelis krašto pokyčius (pvz. ignoruojama), imtuvas gauna sinchronizacijos žodį, duomenis galima perduoti, taip užtikrinant teisingą ryšį.
Norint patikimiau dirbti, prieš siunčiant ir gaunant duomenis RS485 autobusų būsenos perjungime, reikia tinkamai atidėti. Konkreti praktika yra duomenų perdavimo būsenoje, pirmajame valdymo terminalo rinkinyje „1“, atidėti 0. 5 ms, valdymo terminalo rinkinys „0“. Dėl tokio apdorojimo autobusas privers stabilų darbo procesą valstybės perjungimo metu.
Mikrovaldiklio ryšio mazgo programą iš esmės galima suskirstyti į šešis pagrindinius skyrius, kurie yra iš anksto nustatytas skyrius, inicijavimo skyrius, pagrindinės programos skyrius, įrenginio būsenos aptikimo skyrius, rėmo priėmimo skyrius ir rėmo siuntimo skyrius. Iš anksto nustatyta dalis daugiausia apibrėžia ryšyje naudojamus rankos paspaudimo signalus, buferis, naudojamas įrenginio informacijai išsaugoti ir kintamąjį, kad išsaugotų šio mazgo įrenginio numerį. Įrenginio būsenos aptikimo dalis turi atitinkamai reaguoti, kai po programos inicijavimo aparatinės įrangos gedimo. Pagrindinėje programos skyriuje turėtų būti galima gauti komandų rėmus ir atitinkamai atsakyti į komandos turinį. Norėdami sutrumpinti ilgį, čia pateiktas tik pagrindinės programos skyriaus kodas.
4 Išvada
Nors yra keletas RS -485 magistralės trūkumų, tačiau dėl jo linijos dizaino yra paprastas, nebrangus, lengvai valdomas, jei detalės gerai tvarkomos, kai kuriose inžinerinėse programose vis dar gali vaidinti geras vaidmuo. Trumpai tariant, svarbiausia išspręsti projekto patikimumą prieš pradedant statybą, prieš pradedant imtis priemonių, kurios gali būti imamasi, kad būtų išspręsta problema iš esmės, o ne laukti, kol vėl velionė inžinerija pateks.