[發(fā)明專利]重復(fù)中斷方式485方向控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210372192.X
• 申請(qǐng)日: 2012-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN102882754A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范三龍;張林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京國(guó)電南自軌道交通工程有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)控制和電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重復(fù)中斷方式RTS/485方向控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,?變配電所內(nèi)智能設(shè)備的大量使用，智能設(shè)備及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換顯得越來越重要，因此連接和管理各設(shè)備及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信接口成了電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的不可缺少的重要設(shè)備。

RS-485串行接口是工業(yè)控制和電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域常用的低速長(zhǎng)距離通信接口。

RS-485是從RS-232、RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，+2V～+6V表示“0”，-?6V～-?2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。

RS-485?有2?根信號(hào)線：發(fā)送和接收都是A?和B，采用差分電平方式傳輸且允許在一條通訊總線上掛接多個(gè)節(jié)點(diǎn)。由于RS-485?的收與發(fā)是共用兩根線，必然要求各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立地控制總線驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷或打開保證不會(huì)影響到其它節(jié)點(diǎn)的正常通訊，所以對(duì)于總線上的單個(gè)節(jié)點(diǎn)來說不能夠同時(shí)收和發(fā)，必須精確的控制總線芯片的收發(fā)使能信號(hào)，切換收發(fā)方向。

對(duì)于總線型的485總線，485控制芯片的收發(fā)方向控制是一個(gè)需要解決的基本問題。目前，485收發(fā)方向控制的主要方法有RTS信號(hào)延時(shí)控制、TX/DI信號(hào)反相后直接控制、專用硬件控制、485總線收發(fā)芯片自動(dòng)方向控制等。其中，通過RTS信號(hào)延時(shí)控制485的收發(fā)方向是基于PC機(jī)的485接口設(shè)備的通行做法，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中產(chǎn)用的系統(tǒng)定時(shí)器控制，在發(fā)送空中斷到來時(shí)，設(shè)定一個(gè)字節(jié)時(shí)間的定時(shí)器，在定時(shí)器時(shí)間到后，收回RTS信號(hào)。但類似Windows這樣的非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其內(nèi)核時(shí)鐘的最高分辨率就是1ms，定時(shí)器的精度在1-2ms之間，在9600波特率時(shí)，1個(gè)字節(jié)時(shí)間約為1ms，實(shí)測(cè)定時(shí)器會(huì)導(dǎo)致MAX485的發(fā)送驅(qū)動(dòng)器多打開1個(gè)字節(jié)以上的時(shí)間，在高速485終端間通信時(shí)會(huì)產(chǎn)生問題。由于操作系統(tǒng)的時(shí)鐘分辨率限制，延時(shí)控制的精度較低，在中高速度485通信時(shí)不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決既有設(shè)計(jì)中，高速485通信時(shí)，485控制芯片的收發(fā)方向精確控制問題，提出了一種新的控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

1：采用16C550兼容UART芯片

大量成熟的設(shè)計(jì)中采用了16C550兼容UART芯片，如ST16C554。具有以下特點(diǎn)：工業(yè)級(jí)，5V或3.3V供電，16字節(jié)的接受和發(fā)送FIFO，支持最高1.5Mbps速率。16C550兼容的寄存器集，4路獨(dú)立UART通道，支持MODEM控制。

2：采用MAX485總線收發(fā)芯片。

3：采用FIFO中斷方式發(fā)送。

每次發(fā)送最多可以向16C554寫入16個(gè)字節(jié)，接收時(shí)，根據(jù)設(shè)定，在連續(xù)接收1、2、4或14個(gè)字節(jié)時(shí)產(chǎn)生中斷，或者在接收的字節(jié)流停止約5個(gè)字節(jié)時(shí)間后產(chǎn)生中斷。

4：采用RTS信號(hào)反相后使能485發(fā)送，實(shí)現(xiàn)485收發(fā)方向控制。

每路UART具有獨(dú)立的RTS、DTR等MODEM控制管腳，其中RTS管腳反相后常用于485收發(fā)方向控制。在每一幀串口數(shù)據(jù)發(fā)送前使能RTS，進(jìn)而打開MAX485芯片的發(fā)送驅(qū)動(dòng)器。接著開始發(fā)送過程。在發(fā)送結(jié)束后收回RTS信號(hào)，關(guān)閉MAX485芯片的發(fā)送驅(qū)動(dòng)器，MAX485進(jìn)入接收狀態(tài)。

5：在發(fā)送空中斷到來時(shí)，重復(fù)使能發(fā)送空中斷，并檢測(cè)TSR（移位寄存器）的空標(biāo)志，當(dāng)TSR空標(biāo)志產(chǎn)生后，收回RTS信號(hào)。

由于16C550兼容UART控制器沒有自動(dòng)RTS控制，且在TSR空時(shí)不產(chǎn)生中斷，給程序控制RTS帶來很大困難。而使用重復(fù)中斷方式，或類似的實(shí)時(shí)輪詢方式，通過主動(dòng)檢查TSR的空標(biāo)志，收回RTS信號(hào)，達(dá)到精確控制的目的。

本發(fā)明的優(yōu)選方案為，A芯片是ST16C554D芯片，ST16C554D是一款16C550、WINDOWS操作系統(tǒng)兼容的UART控制芯片，有4路獨(dú)立的串口通道，每一路通道在線路側(cè)只使用TX、RX、RTS信號(hào)，這3個(gè)信號(hào)在經(jīng)過光耦T1-T3隔離后，連接MAX485芯片的DI、DE和RD管腳，其中RTS和DE之間經(jīng)過反相器U4，MAX485芯片的DE和/RE信號(hào)并接，?MAX485工作在半雙工模式。