RS422/RS485网络的无极性接线设计与实现

作者：时间：2014-02-26来源：网络收藏

　　4 使用限制

　　以上方法只适合于点对多点的主从式RS422/485网络。对于RS422网络来说，在主模块中的接收驱动器不能加修正电路，而应调整到发送模块的发送端。因为在从模块发送而主模块接收的情况下，可能部分模块和主模块之间的连接正确，部分模块和主模块之间的连接错误。对于RS485网络来说，只要在从模块的驱动器接收端增加调整电路就可以了。

　　对于各模块平等通信的RS422/485网络来说，一个模块可能和其它模块之间的接线既有正确，又有错误，因此通过此方法来修正。

　　5 采取调制信号传输消除信号极性

　　使用以上2种（手动设置或软件自动配置）使模块可以接收任意极性信号的方法虽然可行，但仍然有一些麻烦：手动设置仍然会带来施工的不便，而自动配置会增加软件设计的复杂度，降低了可靠性。此外，以上方法也只适用于点对多点的主从通信网络，对于节点对等网络不能使用。

　　另外一种消除信号极性的方法就是在对信号编码调制后传送，使调制后的信号是无极性要求的。在数据传输领域，最常用的无极性信号调制方法是使用差分曼彻斯特编码，其波形如图3所示。

　　差分曼彻斯特编码信号的编码原则是：

　　◇ 在信号位中间总是将信号反相;

　　◇ 在信号位开始时不改变信号极性，表示逻辑“1”;

　　◇ 在信号位开始时改变信号极性，表示逻辑“0”。

　　由此可见，经差分曼彻斯特编码的信号，见图3（b），经过由于接线错误变成反相的波形后，见图3（c），仍然符合此定义，从而可以解调出原始数据信号。

　　图3 差分曼彻斯特编码信号及其反相

　　为了在RS422/485网络中实现差分曼彻斯特编码，需要在UART和RS422/485芯片之间增加编码电路。差分曼彻斯特编码属于自同步编码，因此需要时钟。对于工作于异步方式的UART来说，可以使用GAL器件完成编码和解码，但用于控制UART异步传输的波特率时钟和编码电路时钟必须使用同一时钟源。以下给出图4所示的实现框图，具体实现电路这里不再详细叙述。也可以使用专用芯片完成编码和解码，比如采用Echelon公司的FTT-10A收发器。该收发器对信号进行差分曼彻斯特编码调制后传输（同时包含一个隔离变压器）。

　　图4 使用差分曼彻斯特编码产生无极性信号

　　6 直流供电的无极性接线设计

　　在RS422/485网络中，常采用集中+5 V、+12 V或+24 V直流对所有模块进行供电，如线路较长，一般使用+24 V电源，较短时使用+5 V或+12 V电源。同信号线一样，电源线也同样存在反接问题，基于同样目的和原因，模块也应能使用正相和反相接线2种情况的输入电源。和信号不同，2根电源线虽然可能反接，线间的电位差始终是一个极性，要么为正，要么为负，因此，可以在模块电源输入处增加一个整流电桥，在电桥的输出端就始终能得到正极性的+24 V或+12 V、+5 V电压供自己使用了，如图5所示。