基于现场总线的温度测控系统设计 第10页
低的特性，使得EIA RS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。它具有以下特点：
•RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+(2-6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2-6) V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。
•RS-485的传输距离最多可达1.2km，传输速度快可高达l0bit/s。
•RS-485总线采用一对平衡差分信号传输信号，工作于半双工方式。同一对信号线上在同一时间内只允许一个驱动器工作。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。RS-485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS-485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS-485接口采用DB-9(孔)。
当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线CAN， Profibus， INTERBUS-S以及ARCNet的物理层都是基于RS-485的总线进行总结和研究。
2 RS-485器件介绍
在与上位机通讯电路中，采用通讯器件Maxim公司的Max485芯片，它能完成RS-485与TTL电平的双向的转换，Max485芯片引脚相应功能如表4-7所示。
表4-7 Max485引脚功能
B 反向接收器输入和反向驱动器输出
A 同向接收器输入和同向驱动器输出
RE 接收器输出使能端
DE 驱动器输出使能端
RO 接收器输出端------若A比B大200MV，RO为高，反之为低
DI 驱动器输出端-----DI为低，则迫使输出为低，反之为高
3 RS-485通讯电路
RS-485总线将TTL电平转换为差分信号的双向转换，通过DB-9接头与上位机连接，实际电路如图4-9所示。
4-9 RS-485通讯电路
4.6 MAU电路
FB3050通信控制器发送和接收模块中，分别包含有曼切斯特编码和解码器，可以对发送和接收的数据进行曼切斯特编码和解码。根据标准物理层要求，所有从FB3050发送的数据都要通过MAU (Medium Attachment Unit)模拟信号接口向总线网络发送数据。MAU电路如图 4-10所示。
缓冲器：由于从FB3050产生出的数字信号传输器不能直接为电路提供足够的驱动电流，因此必须通过缓冲器为发送器增加信号强度。总线驱动采用四通道三态门缓冲器74HC126来增加电流输出能力，74HC126的输入引脚接FB3050的PO_HPDU输出的信号，74HC126的使能端接FB3050的控制信号PO _TACT信号，电阻R15为200Ω，是限流电阻。
图4-10 MAU电路
电压参考点设置：为了能使有足够的电流使参考电压不会受到现场噪声的影响，设计中只提供单级电源，所有信号都以VCC/2为参考电压。为获得稳定的VCC/2电压参考点，设计了电阻分压，加并联电容使输入电压更加稳定。参考点连接于运算放大器27M2同相输入端，反馈连接到反相输入端，这样可提供一个较低的输出阻抗来驱动所有参考点。
接收波传输过滤器：总线模拟接口中接收信号用5V单电源运算放大器27M2来完成，滤波器为一个带通滤波器，调整电阻电容的参数，可调节通频值。此过滤器目的是滤除主机接收波中的噪声和干扰，并且保证相对平稳信号频带在10～40KHz之间，来保证准确对数据的重建和时钟定时信号的恢复。这个接收波传输过滤器也保证为FB3050提供无干扰方形波数字信号。传输的曼彻斯特编码在理想状态下应为31 .25KHz，本滤波电路的通频带保持在较宽的范围。低频滤波器通带截止频率根据线路特性来确定。高频滤波器通带截止频率应低于所有电源电路或附近的晶振所产生的开关噪声。
比较器：而信号整形则是用一个带施密特(Schmidt)触发器的电压比较器完成的，其由电路中的R/C值决定回滞值。比较器输出一个整形后的数字信号给FB3050的PI_PHPDU引脚。
限压器：在MAU电路中，加一对串联的二级管来保证总线上峰峰电压不要超过1.25V，无论是产生的输出值或收到的值都应该在这个限值内。
隔离电路：电路中变压器选用开关变压器，用于电气隔离，变压器绕线比率为1:1。在FF总线端，一对串接的22uF电容用于隔直和限速，使有用信号输入变压器。接口处加一个250mA的保险丝，用来避免过度电流和大的失误对网卡造成损坏。如通讯线长度超过300m，需在总线两端接终端电阻，消除总线中产生的反射，阻值等于传输电缆的特性阻抗。74HC126四路三态缓冲器特点：
•高速；
•低功耗（25℃时最大电流为4UA）；
•输出能力强（可驱动15个LSTTL负载）；
•高输出电压范围（工作电压范围为2-6V）；
4.7 LCD显示电路
在本次设计中，为了能显示正常的温度，此次采用LCD1602液晶显示器，它的一些参数和和操作时序如下：
1 技术参数见表4-8所示：
表4-8 技术参数
读状态：输入：RS=L，RW=H，E=H 输出D0 D7=状态字
写指令：输入：RS=L，RW=L，D0 D7=状态字 E=高脉冲 输出：无
读数据：输入：RS=H，RW=H，E=H 输出：D0 D7=数据
写数据：输入：RS=H，RW=L，D0 D7=数据 E=高脉冲 输出：无
2 显示模式设置参数见表4-9所示：
表4-9 显示模式参数
指令码 功能
0 0 1 1 1 0 0 0 设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
3 指令码对应功能见表4-10所示：
表4-10 LCD指令
指令码 功能
01H 显示清屏：1.数据指针清零 2.所有显示清零
02H 显示回车：数据指针清零
06H 显示光标移动位置
08H 显示关闭
0CH 显示开及光标位置
38H 显示模式设置
4 LCD显示电路
通过液晶显示器，将传感器采集的温度送到此显示器上，方便用户查看温室温度。实际电路如图4-11所示。
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