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天津市電纜總廠第一分廠

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RS485電纜RS-485屏蔽電纜2X24AWG

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更新時(shí)間:2019-04-23 10:14:15瀏覽次數(shù):141次

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RS485電纜RS-485屏蔽電纜2X24AWG標(biāo)準(zhǔn)的1線對(duì)RS-485通訊電纜,特性阻抗為120歐姆,導(dǎo)體為2*24AWG多股絞合鍍錫銅絲,PE絕緣介質(zhì),由鋁箔/聚酯復(fù)合帶*覆蓋+鍍錫銅絲90%覆蓋共二重屏蔽,附有獨(dú)立接地導(dǎo)線,工業(yè)灰色PVC外護(hù)套,符合UL 2919文件,。

RS485電纜RS-485屏蔽電纜2X24AWG

RS485應(yīng)用電路圖
      1 問(wèn)題的提出
在應(yīng)用系統(tǒng)中,RS-485半雙工異步通信總線是被各個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線,它往往應(yīng)用在集中控制樞紐與分散控制單元之間系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1所示
       由于實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中,往往分散控制單元數(shù)量較多,分布較遠(yuǎn),現(xiàn)場(chǎng)存在各種干擾,所 以通信的可靠性不高,再加上軟硬件設(shè)計(jì)的不完善,使得實(shí)際工程應(yīng)用中如何保障RS-485總線的通信的可靠性成為各研發(fā)機(jī)構(gòu)的一塊心病
在使用RS-485總線時(shí)如果簡(jiǎn)單地按常規(guī)方式設(shè)計(jì)電路,在實(shí)際工程中可能有以下兩個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)一是通信數(shù)據(jù)收發(fā)的可靠性問(wèn)題;二是在多機(jī)通信方式下,一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障(如死機(jī)),往往會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的通信框架崩潰,而且給故障的排查帶來(lái)困難
針對(duì)上述問(wèn)題,我們對(duì)485總線的軟硬件采取了具體的改進(jìn)措施
2 硬件電路的設(shè)計(jì)
現(xiàn)以8031單片機(jī)自帶的異步通信口,外接75176芯片轉(zhuǎn)換成485總線為例其中為了實(shí)現(xiàn)總線與單片機(jī)系統(tǒng)的隔離,在8031的異步通信口與75176之間采用光耦隔離電路原理圖如圖2所示
充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境,在電路設(shè)計(jì)中注意了以下三個(gè)問(wèn)題
2.1 SN75176 485芯片DE控制端的設(shè)計(jì)
由于應(yīng)用系統(tǒng)中,主機(jī)與分機(jī)相隔較遠(yuǎn),通信線路的總長(zhǎng)度往往超過(guò)400米,而分機(jī)系統(tǒng)上電或復(fù)位又常常不在同一個(gè)時(shí)刻完成如果在此時(shí)某個(gè)75176的DE端電位為“1”,那么它的485總線輸出將會(huì)處于發(fā)送狀態(tài),也就是占用了通信總線,這樣其它的分機(jī)就無(wú)法與 主機(jī)進(jìn)行通信這種情況尤其表現(xiàn)在某個(gè)分機(jī)出現(xiàn)異常情況下(死機(jī)),會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)通信崩潰因此在電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)保證系統(tǒng)上電復(fù)位時(shí)75176的DE端電位為“0"由于8031在復(fù)位期間,I/O口輸出高電平,故圖2電路的接法有效地解決復(fù)位期間分機(jī)“咬”總線的問(wèn)題
2.2 隔離光耦電路的參數(shù)選取
在應(yīng)用系統(tǒng)中,由于要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及響應(yīng),通信數(shù)據(jù)的波特率往往做得較高(通常都在4800波特以上)限制通信波特率提高的“瓶頸”,并不是現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線(現(xiàn)場(chǎng)施工一般使用5類非屏蔽的雙絞線),而是在與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)隔離的光耦電路上此處采用TIL117電路設(shè)計(jì)中可以考慮采用高速光耦,如6N137、6N136等芯片,也可以優(yōu)化普通光耦電路參數(shù)的設(shè)計(jì),使之能工作在狀態(tài)例如:電阻R2、R3如果選取得較大,將會(huì)使光耦的發(fā)光管由截止進(jìn)入飽和變得較慢;如果選取得過(guò)小,退出飽和也會(huì)很慢,所以這兩只電阻的數(shù)值要精心選取,不同型號(hào)的光耦及驅(qū)動(dòng)電路使得這兩個(gè)電阻的數(shù)值略有差異,這一點(diǎn)在電路設(shè)計(jì)中要特別慎重,不能隨意,通??梢杂蓪?shí)驗(yàn)來(lái)定
2.3 485總線輸出電路部分的設(shè)計(jì)
輸出電路的設(shè)計(jì)要充分考慮到線路上的各種干擾及線路特性阻抗的匹配由于工程環(huán)境比較復(fù)雜,現(xiàn)場(chǎng)常有各種形式的干擾源,所以485總線的傳輸端一定要加有保護(hù)措施在電路設(shè)計(jì)中采用穩(wěn)壓管D1、D2組成的吸收回路,也可以選用能夠抗浪涌的TVS瞬態(tài)雜波抑制器件,或者直接選用能抗雷擊的485芯片(如SN75LBC184等)
考慮到線路的特殊情況(如某一臺(tái)分機(jī)的485芯片被擊穿短路),為防止總線中其它分機(jī)的通信受到影響,在75176的485信號(hào)輸出端串聯(lián)了兩個(gè)20Ω的電阻R10、R11這樣本機(jī)的硬件故障就不會(huì)使整個(gè)總線的通信受到影響
在應(yīng)用系統(tǒng)工程的現(xiàn)場(chǎng)施工中,由于通信載體是雙絞線,它的特性阻抗為120Ω左右,所以線路設(shè)計(jì)時(shí),在RS-485網(wǎng)絡(luò)傳輸線的始端和末端各應(yīng)接1只120Ω的匹配電阻(如圖2中R8),以減少線路上傳輸信號(hào)的反射
由于RS-485芯片的特性,接收器的檢測(cè)靈敏度為± 200mV,即差分輸入端VA-VB ≥ +200mV,輸出邏輯1,VA-VB ≤-200mV,輸出邏輯0;而A、B端電位差的值小于200mV 時(shí),輸出為不確定如果在總線上所有發(fā)送器被禁止時(shí),接收器輸出邏輯0,這會(huì)誤認(rèn)為通信幀的起始引起工作不正常解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是人為地使A端電位高于B兩端電位,這樣RXD的電平在485總線不發(fā)送期間(總線懸浮時(shí))呈現(xiàn)高電平,8031單片機(jī)就不會(huì)被誤中斷而收到亂字符通過(guò)在485電路的A、B輸出端加接上拉、下拉電阻R7、R9,即可很好地解決這個(gè)問(wèn)題

 

 

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