專利名稱：一種rs485總線收發(fā)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種RS485總線收發(fā)控制器。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和計算機日益廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在一個系統(tǒng)往往由多臺計算機組成，需要解決多站、遠距離通信的問題。在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485收發(fā)器。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢測低達200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。使用RS-485總線，一對雙絞線就能實現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)，設(shè)備簡單、價格低廉、能進行長距離通信的優(yōu)點使其得到了廣泛的應(yīng)用。
RS485總線通訊技術(shù)是比較成熟應(yīng)用的技術(shù)，由于其抗干擾能力強，通訊可靠，廣泛應(yīng)用在不同行業(yè)領(lǐng)域中，作為系統(tǒng)中各控制子系統(tǒng)間的通訊應(yīng)用。如汽車上各控制部件間的通訊；工業(yè)控制系統(tǒng)中各控制子系統(tǒng)間的信息交流；電信設(shè)備網(wǎng)元中各控制單板間的板間通訊及信息交換等等。RS485總線作為串口通信的一種電氣特性標(biāo)準(zhǔn)(見EIA/TIARS-485-A)，其特點有1)平衡差分接口；2)支持多點對多點之間的相互通信；
3)忍受-7V到12V共模干擾；4)可驅(qū)動32個負載；5)傳輸距離不超過50Ft(英尺)時最高速率可達10Mbps(兆字節(jié)/秒)；6)傳輸速率為100Kbps時最大傳輸距離可達4000Ft；7)支持全雙工和半雙工通訊(由所選用的器件決定)；8)使用雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，具有較強的抗干擾能力。
如圖1所示為采用半雙工方式時典型RS485總線拓撲結(jié)構(gòu)圖，所有的通訊節(jié)點都通過共享總線連接在一起，圖中R為接收器，G為發(fā)送器。Tx為節(jié)點輸出信號，RX為節(jié)點接收信號，En為總線收發(fā)器的收發(fā)使能控制信號，Rt為總線的匹配電阻，保證總線的信號質(zhì)量。各節(jié)點通過總線沖突檢測、數(shù)據(jù)發(fā)送控制等手段保證總線上只允許一個節(jié)點發(fā)出數(shù)據(jù)，其它節(jié)點接收數(shù)據(jù)。
采用全雙工方式通訊時，由于收發(fā)總線分開，所以可以同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。而現(xiàn)有的采用半雙工通訊的RS485總線收發(fā)控制器件，通用的有75176或者MAX3485，對于每個節(jié)點，采用如圖2所示的控制方式，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)共用一對差分總線。
圖中En為總線收發(fā)控制器的收發(fā)使能控制信號，從管腳2和3分別輸入接收器R和發(fā)送器G的使能端。管腳1輸出從總線接收到的信號RX，管腳4將節(jié)點要發(fā)送的信號TX輸入到發(fā)送器G。當(dāng)En電平為1時，發(fā)送器G處于發(fā)送狀態(tài)，而接收器R處于三態(tài)(即高阻狀態(tài))；當(dāng)En電平為0時，發(fā)送器G處于三態(tài)，而接收器R處于接收狀態(tài)。接收器R和發(fā)送器G共用差分?jǐn)?shù)據(jù)總線，Rt為總線的匹配電阻，目的是保證管腳6和7輸出的差分總線的信號質(zhì)量。管腳5接地，管腳8接電源，提供收發(fā)控制器所需電源。
如果需要該節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，En電平為1，信號Tx上的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，但此時，Rx信號為三態(tài)，該節(jié)點不能接收到總線上的數(shù)據(jù)；En為0時，才能接收到總線上的數(shù)據(jù)，但此時輸出使能關(guān)斷，該節(jié)點不可能同時處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)。各節(jié)點在需要時發(fā)送數(shù)據(jù)到總線，不發(fā)送數(shù)據(jù)時節(jié)點處于接收狀態(tài)。
現(xiàn)有的技術(shù)缺點很明顯，對于采用半雙工通訊的每個節(jié)點，都不能做到同時收發(fā)數(shù)據(jù)，即該節(jié)點處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)時，不能接收到總線上的信息。如果剛好總線上有多個節(jié)點同時開始發(fā)送數(shù)據(jù)，而它們都不接收數(shù)據(jù)，這樣無法進行總線沖突檢測，造成總線沖突(即總線上同時有兩個或兩個以上的模塊要傳送相互矛盾的信息引起的沖突)，而無法及時糾正。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的RS485半雙工通訊的各節(jié)點不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)所帶來的總線沖突無法及時糾正的不足，提供一種RS485總線收發(fā)控制器，使半雙工通訊的各節(jié)點能同時收發(fā)數(shù)據(jù)，從而方便快捷地進行RS485總線故障檢測，及時糾正總線沖突。
本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為這種RS485總線收發(fā)控制器，包括接收器和發(fā)送器，所述收發(fā)器采用半雙工通訊，發(fā)送器和接收器通過一對差分線共同連接到通訊總線上，所述接收器的輸出端輸出信號到通訊節(jié)點，所述接收器的使能端接低電平，使接收器可進行信號的接收；所述發(fā)送器的輸入端接低電平，通訊節(jié)點發(fā)送信號取反后輸入所述發(fā)送器的使能端；所述的差分線連接高電平。
所述的一根差分線通過上拉電阻連接電源，另一根差分線通過下拉電阻接地，兩根差分線之間連接有匹配電阻。
所述的通訊節(jié)點發(fā)送信號輸入非門進行取反后輸入發(fā)送器的使能端。
所述接收器的使能端接低電平是所述使能端直接接地。
本實用新型的有益效果為利用本實用新型，RS485通訊收發(fā)控制器可以保證RS485總線通訊的各節(jié)點，始終都能處于接收狀態(tài)，在自身發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)也能接收總線數(shù)據(jù)。由于各節(jié)點可以同時收發(fā)數(shù)據(jù)，也能接收本身節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)，可以利用該特點進行收發(fā)數(shù)據(jù)的校驗，進行總線故障檢測，從而可及時進行糾正，減少了總線沖突的時間，提高了總線利用率。


圖1為半雙工方式時典型RS485總線拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有的總線收發(fā)控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型總線收發(fā)控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明如圖3所示，對于總線上的每個節(jié)點，收發(fā)控制器中的接收器R的使能端RE通過管腳2直接下拉到地，保證節(jié)點始終能夠接收到總線上的數(shù)據(jù)，這樣Rx上的數(shù)據(jù)通過管腳1一直輸出，送本通訊節(jié)點進行處理。
對于數(shù)據(jù)的發(fā)送，對發(fā)送數(shù)據(jù)Tx通過非門F取反后，通過管腳3送入發(fā)送器G的使能端DE，發(fā)送器G的數(shù)據(jù)輸入端通過管腳4下拉到低電平。接收器R的兩個輸入端與發(fā)送器G的兩個輸出端分別通過管腳6、7共同連接到一對差分線上，其中一根差分線通過上拉電阻R2連接電源，另一根差分線通過下拉電阻R1接地，總線之間連接有匹配電阻Rt。管腳5接地，管腳8接電源，提供收發(fā)控制器所需電源。
這樣，當(dāng)節(jié)點輸出信號Tx為1時，經(jīng)非門F取反后為0，發(fā)送器G為三態(tài)，輸出高阻，由總線上的上、下拉電阻R2、R1及匹配電阻Rt保證總線數(shù)據(jù)為1；當(dāng)Tx為0時，經(jīng)非門F取反后為1，發(fā)送端G使能，節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)0到總線上，使總線數(shù)據(jù)為0。
這樣，各節(jié)點在需要時，發(fā)送數(shù)據(jù)到總線，而各節(jié)點一直都處于接收總線數(shù)據(jù)狀態(tài)。本實用新型能夠保證采用RS485半雙工通訊的各節(jié)點，無論該節(jié)點是否向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，都能夠正常接收總線上的數(shù)據(jù)。
通過這種改進，保證了節(jié)點始終能夠處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，也能夠接收本節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)。當(dāng)多個節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)造成總線沖突時，發(fā)送數(shù)據(jù)的各節(jié)點能夠同時接收到總線數(shù)據(jù)，對接收的數(shù)據(jù)進行校驗即可檢測到總線沖突，可以更方便快捷地進行總線故障檢測，從而可以及時進行糾正，減少了總線沖突所占用的時間，提高了總線的利用效率。
權(quán)利要求1.一種RS485總線收發(fā)控制器，包括接收器和發(fā)送器，所述收發(fā)器采用半雙工通訊，發(fā)送器和接收器通過一對差分線共同連接到通訊總線上，所述接收器的輸出端輸出信號到通訊節(jié)點，其特征在于所述接收器的使能端接低電平，使接收器可進行信號的接收；所述發(fā)送器的輸入端接低電平，通訊節(jié)點發(fā)送信號取反后輸入所述發(fā)送器的使能端；所述的差分線連接高電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS485總線收發(fā)控制器，其特征在于所述的一根差分線通過上拉電阻連接電源，另一根差分線通過下拉電阻接地，兩根差分線之間連接有匹配電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的RS485總線收發(fā)控制器，其特征在于所述的通訊節(jié)點發(fā)送信號輸入非門進行取反后輸入發(fā)送器的使能端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS485總線收發(fā)控制器，其特征在于所述接收器的使能端接低電平是所述使能端直接接地。
專利摘要一種RS485總線收發(fā)控制器，包括接收器和發(fā)送器，所述接收器的兩個輸入端分別與所述發(fā)送器的兩個輸出端共同連接到一對總線上，接收器的輸出端輸出信號到通訊節(jié)點，所述接收器的使能端接低電平，使接收器可進行信號的接收；所述發(fā)送器的輸入端接低電平，通訊節(jié)點發(fā)送信號取反后輸入所述發(fā)送器的使能端；所述的總線連接高電平。利用本實用新型，RS485通訊收發(fā)控制器可以保證RS485總線通訊的各節(jié)點，始終都處于接收狀態(tài)，在自身發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)也能接收總線數(shù)據(jù)，從而可進行收發(fā)數(shù)據(jù)的校驗，進行總線故障檢測，并及時進行糾正，減少了總線沖突的時間，提高了總線利用率。
文檔編號G06F13/00GK2657297SQ20032010363
公開日2004年11月17日 申請日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者方光祥, 唐石平 申請人:華為技術(shù)有限公司