關(guān)于單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)穩(wěn)定性的探討
筆者在研制單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)過程中,采用其它設(shè)計方法,消除了系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素,整個系統(tǒng)2年來一直運行穩(wěn)定、可靠,希望在此能與大家作進(jìn)一步的探討。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171669.htm由RS-485接口構(gòu)成的半雙工通信網(wǎng)絡(luò),其結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中R=120Ω,為匹配電阻,作用為消除反射、吸收噪聲。這樣,無論系統(tǒng)處于什么狀態(tài),線路上都不會出現(xiàn)噪聲干擾。這就很好地解決了《穩(wěn)定性》一文中所提出的第2個問題。
MAX485芯片內(nèi)部功耗的計算方法如下:在正常工作區(qū)域內(nèi)(除去開路、短路狀態(tài)),MAX485的差分輸出B、A端電壓與輸出電流之比是線性的,等效電路如圖2所示。根據(jù)MAX485手冊提供的輸出電流-差分輸出電壓曲線圖,圖2中E≈3.75 V,R0≈41Ω。讀者也可根據(jù)E= (R0+R) I = (R0+R)U/R取2組R、U值,計算出E、R0。芯片內(nèi)部功耗P=I2 R0,短路條件下,P = 3.752/41 = 340 mW, 而芯片70 ℃持續(xù)耗散功率為700 mW。
MAX485芯片損壞的原因有2個:
① 通信線路上所有主、分機(jī)共用1個電源;
② 系統(tǒng)上電復(fù)位階段,所有MAX485都處于輸出狀態(tài)。
2個條件共同作用才會造成MAX485損壞,只要消除任何一個條件,芯片就不會損壞。
在上電復(fù)位階段,通信網(wǎng)絡(luò)上所有RS-485芯片均應(yīng)處于接收輸入狀態(tài),而不能在發(fā)送輸出狀態(tài)。如果設(shè)計是采用單片機(jī)8031的P1口控制MAX485的RE/DE端,則應(yīng)經(jīng)過反相器控制,如圖3所示。該反相器的作用很重要,不可缺少。
結(jié)果,即使是在實驗室調(diào)試階段,按照圖1接法沒有限流電阻,在5個分機(jī)共用一個電源的條件下,也沒有出現(xiàn)過MAX485芯片損壞的現(xiàn)象。
另外,MAX485的差分輸入/輸出端應(yīng)直接接到通信線路上,而無需限流電阻。MAX48X系列接口芯片內(nèi)部采用2種技術(shù),以保護(hù)異常條件下芯片不致?lián)p壞:
① 過流保護(hù)。當(dāng)通信線路異常短路致使處于輸出狀態(tài)的MAX485輸出端短路時,保護(hù)電路起控,限制短路電流為100 mA左右。
② 過熱保護(hù)。當(dāng)芯片本身溫升過高時,內(nèi)部熱關(guān)斷電路強(qiáng)迫輸出,進(jìn)入高阻狀態(tài),即芯片越熱,內(nèi)阻越大,輸出短路電流越小。
實驗數(shù)據(jù):將MAX485差分輸出腳6、7短路(條件:VCC=5 V,=0,DE端與VCC端相連),5 min(分鐘)后,短路電流從初始值104 mA下降到94 mA,芯片稍熱且恒定。
MAX48X系列具體數(shù)據(jù)參數(shù)可從www.maxim-ic.com.cn網(wǎng)站下載。
本多機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)距離800 m,掛接分機(jī)60個,應(yīng)用于豐臺區(qū)實驗中學(xué)閉路電視教學(xué)雙向控制系統(tǒng),1998年以來,運行一直穩(wěn)定、可靠。
評論