基于RS－485总线的数据采集系统设计

　　ICL7135的时钟由下位单片机的ALE 端提供，因为下位机在P0、P2 口没有扩展外围程序存储器和数据存储器，因此端提供的时钟频率为系统时钟频率的1/ 12 ;此外，由于前级放大部分采用AD620 ，它是双电源供电，所以ICL7135 也是双电源供电，且他们的电源要求相同。ICL7135 和下位单片机的连接采用串行连接，如图5 所示。

　　1.1.4 电源模块

　　由于系统下位机位于大坝现场，电源无法从现场取得，必须由上位机提供，因此电源解决方案如图6 所示。

　　在主节点部分，通过总电源处理模块，将交流220 V 转换为直流12 V ，上位机的电源由自身的5 V 稳压模块提供，通过总电源线将12 V 直流输送到下位机，下位机及其外围器件所需的电源都由下位机的电源模块提供，个别器件所需的特殊电压，由专用模块获得。

1.1.5 通信模块

　　总线采用双绞线差分传输方式，可连接成半双工和全双工方式，最远传输距离为112 km. 系统数据通信采用半双工通信方式，即整个网络中任一时刻只能由一个节点成为主节点，处于发送状态，并向总线发送数据，其他的节点都必须处于接收状态，如果2 个或2 个以上节点同时向总线发送数据，将导致所有发送方发送数据失败，因此通信网一般采取主从式即主节点控制整个网络的通信时序，使总线上的各节点分时使用总线，解决总线数据传输的冲突。

　　总线驱动芯片选用RS - 485 接口芯片SN75LBC184 ，它采用单一电源，电压为3～515 V 时都能正常工作。与普通的芯片相比，它不但能抗雷电的冲击，而且能承受高达的静电放电冲击，片内集成4 个瞬时过压保护管，可承受高达的瞬态脉冲电压，因此它能显着提高防止雷电损坏器件的可靠性。对一些环境比较恶劣的现场，可直接与传输线相接，而不需要任何外加保护元件。该芯片还有一个独特的设计，当输入端开路时，其输出为高电平，这样可保证接收器输入端电缆有开路故障时，不影响系统的正常工作。另外它的输入阻抗为RS - 485 标准输入阻抗的2 倍（ ≥24 kΩ） ，故可以在总线上连接64 个收发器。芯片内部设计了限斜率驱动，使输出信号边沿不会过陡，使传输线上不会产生过多的高频分量，从而有效扼制电磁干扰。总线驱动芯片和单片机的连接采用间接连接，如图7 所示。

　　图7 　总线驱动芯片和单片机间的间接连接图