MAX1487/485芯片DE控制端的設計方案解析

1 問題的提出

在分布系統(tǒng)的設計中，RS-485半雙工異步通信總線是被各個廠家廣泛采用的數(shù)據(jù)通信總線。在售飯管理系統(tǒng)的設計中也不例外，它往往應用在主控機房與各個食堂的分機之間。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由于實際工程中，分機數(shù)量較多，分布較遠，所處的環(huán)境較惡劣，現(xiàn)場的各種干擾也較大，所以，往往通信的可靠性及質(zhì)量不高，再加上軟硬件設計得不完善，使得實際工程應用中485總線的通信質(zhì)量總是不盡人意。

在使用RS-485總線時，如果簡單地按常規(guī)方式設計電路，在實際應用中可能會出現(xiàn)以下兩個問題：一是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詥栴};二是在多機通信方式下，一個節(jié)點發(fā)生故障往往會導致整個系統(tǒng)的通信陷入癱瘓，而且故障點的定位也非常不容易，給系統(tǒng)維護帶來困難。

針對上述問題，我們對485總線的軟件和硬件分別采取了一些必要的改進措施。

2 硬件電路的設計現(xiàn)以8031單片機、單片機監(jiān)控芯片MAX691A，外接485總線通訊芯片MAX1487為例。電路原理圖如圖2所示。在電路設計中注意了上述兩個問題。

2.1 MAX1487 485芯片DE控制端的設計由于在售飯系統(tǒng)中，主控機房與各個食堂相隔較遠，而分機系統(tǒng)上電復位又常常不是在同一個時刻完成。8031在復位期間，I/O口輸出高電平，此時該分機的MAX1487的DE端電位為“1”，那么它將會處于發(fā)送狀態(tài)，也就是占用了通信總線，這樣，就影響其它分機與主機進行通信。因此，在電路設計時，應保證系統(tǒng)上電復位時不占用總線。圖2電路的接法可以有效地解決復位期間分機“拉死”總線的問題。

另外，當某個分機出現(xiàn)異常情況(如死機)時，若此時MAX1487的DE端電位恰好為“1”，則該分機將一直占用通信總線，造成整個系統(tǒng)通信的崩潰。因此，在電路中應考慮監(jiān)控MAX1487的DE端的電平，如該端持續(xù)為“1”時，應使分機復位以解除異常情況。圖2電路可有效地解決這種情況。此外，該電路還能咻 下不工作的窗口機(分機)能自行脫離通訊網(wǎng)絡。

2.2 485總線輸出電路部分的設計輸出電路的設計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)境比較復雜，現(xiàn)場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措施。在電路設計中采用穩(wěn)壓管Z1、Z2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MAX1487E等)，以消除線路浪涌干擾。