[發明專利]一種簡易的RS485接口極性切換電路

無效

• 申請號: 201210313170.6
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102882508A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 祝慶
• 申請（專利權）人: 廣州市捷眾科貿有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及工業控制領域常用的RS485通信網絡，多設備單元之間交換數據需要區分極性布線連接。具體涉及一種可以通過邏輯控制自動切換極性的功能，使調試和接線不需區分極性從而變得更方便。

背景技術

目前，市場上常見的各控制單元常用RS485通信網絡連接，而RS485接口規范是采用差分傳輸的，所以需要區分兩條線的極性才能正確通信。

一個大型系統往往有多個RS485設備，他們需要相互連接，而且要保證極性相同，給多人調試大系統時帶來一定的難度，特別是布線區域相對寬廣的場合，需要調試人員逐個檢查連接線的極性。通常的方法就是做成設備帶通信指示，然后通過使用一個主動發送數據的裝置檢查接收方是否收到正確數據來判斷連接是否正確。

本發明就是為了簡化施工和調試，只要線路連接良好，電氣指標測試沒有短路和斷路就可以自動連通網絡。各個設備模塊的微處理器自動識別總線極性，通過本切換電路切換到正確的連接極性而不需要人工干預，從而簡化施工調試，提高自動化程度降低人員調試費用。

發明內容

為了簡化RS485設備組網調試的問題，將本發明內置到各個帶RS485通信口的模塊中，配合適當的通信協議，其內置的微處理器就可以根據線路的連接情況判斷是否正確，如果連接錯誤則通過一個控制口線來切換極性到正確的連接狀態。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

鑒于RS485采用差分傳輸的特點，只要將數據取反就相當于將總線連接互換。互換總線連接可以用雙刀雙擲繼電器簡單實現（如圖2）。數據取反可以采用異或邏輯運算實現。

我們知道當異或門的一條輸入為邏輯0時，其輸出和另一條輸入邏輯狀態相同，而當一條輸入為邏輯1時，其輸出和另一條輸入就為取反邏輯關系。一片74HC86正好4個異或門，分別用來實現對數據接收、數據發送、正極性總線上拉、負極性總線下拉的切換控制。4個異或門的一條輸入線連接在一起用來做極性切換控制線，當它為邏輯0時電路相當于直通無切換，當控制線為邏輯1時所有的被控制端都取反，如此實現了極性切換。

對數據接收和發送端取反后相當于RS485接口引線反接，此時還需要將此時的“正極性”線上拉到正電源，“負極性”線下拉到電源地，目的是當所有的RS485設備都為接收狀態時，總線空閑時沒有被任何器件驅動，只能靠這些上下拉電阻來決定總線的狀態。由于異步串口UART的規范定義以邏輯0為起始位，如此設置總線其狀態就為邏輯1，所以不會誤觸發數據接收，從而提高總線的可靠性和抗干擾性，實現了總線空閑時的保護。

如圖1所示，當“極性切換”線為低電平時，74HC86的4個門的輸出為另一輸入相同狀態，可以看做輸入和輸出直通。此時RS485接口芯片的A所連接的“引線X”為RS485+信號線，B所連接的“引線Y”為RS485-，此時A被R6通過U3D上拉到VCC,B被R7通過U3A下拉到GND，具有總線空閑保護。當“極性切換”為高電平時，74HC86的4個門的輸出為另一輸入邏輯取反。那么對收發的數據而言，AB實質已經倒換，“數據發送”為低電平時RS485接口芯片的D腳為高電平，則輸出A>B，而發送數據0時“RS485-”>“RS485+”，所以此時“引線X”實際為RS485-信號線，而“引線Y”為RS485+信號線，R6所連接的U3D輸出為低電平，R7所連接的U3A輸出為高電平，也同步實現了RS485+上拉到高，RS485-下拉到低的目的，完成總線空閑保護。

本發明與現有技術相比，本發明將人員參與的環節轉化到控制器程序自動處理，提高自動化程度，減少人工環節提高可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的典型電路示意圖；

圖2為本發明的簡化引申方案具體電路圖；