CN102967822B - 一种rs-485芯片故障自动检测方法及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种RS-485芯片的自动检测方法及检测系统，检测系统包括微处理器和可编程逻辑芯片。检测方法包括以下步骤：向RS-485芯片发送电信号，由RS-485芯片接收电信号后发出，通过检测RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号的一致性判断RS-485芯片是否存在故障；当RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号不一致时，存在故障。本发明RS-485芯片故障自动检测系统结构简单，且检测过程快速、准确，能有效地在总线通讯过程中自动完成并自动给出检测结果，无需人工参与。
Description
技术领域
本发明涉及一种RS-485芯片故障自动检测方法及系统。
背景技术
随着RS-485总线协议在工业通讯领域的广泛应用，RS-485芯片使用逐渐增多。目前RS-485网络中通讯失败的原因主要有通讯电缆故障、总线冲突、RS-485芯片损坏等。传统的RS-485总线检测偏向于通过额外的软硬件机制检测总线冲突，而RS-485芯片损坏和通讯电缆的故障无法区别定位，RS-485芯片损坏在工控领域时常发生，给系统故障定位和检修带来极大不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种能够自动检测RS-485芯片故障的方法及系统。
为了达到上述目的，本发明提供了一种RS-485芯片的自动检测方法，包括以下步骤：向RS-485芯片发送电信号，由RS-485芯片接收电信号后发出，通过检测RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号的一致性判断RS-485芯片是否存在故障；当RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号不一致时，存在故障。
RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号分别通过接收寄存器和发送寄存器存储，通过比较所述接收寄存器和发送寄存器的信号的一致性判断所述RS-485芯片是否存在故障。向RS-485芯片发送电信号通过微处理器发出；微处理器在发送电信号时，其接收端始终处于高电平状态；当微处理器的电信号发送结束时，其接收端电平状态为RS-485芯片发送端的电平状态。
微处理器的控制端和RS-485芯片的发送端通过逻辑单元与微处理器的接收端相连。逻辑单元为或门。
具体步骤如下：
（1）当可编程逻辑芯片检测到微处理器的控制端电平状态为上升沿时，清空接收寄存器和发送寄存器；
（2）微处理器发送电信号时，可编程逻辑芯片检测到微处理器的发送端电平状态为上升沿或下降沿时，锁存微处理器的发送端电平状态和RS-485芯片的发送端电平状态，并分别存入接收寄存器和发送寄存器中；
（3）当可编程逻辑芯片检测到微处理器的控制端电平状态为下降沿时，比较接收寄存器和发送寄存器的值是否相等，若不相等， RS-485芯片存在故障。
本发明还提供了一种RS-485芯片故障自动检测系统，包括微处理器和可编程逻辑芯片；可编程逻辑芯片包括检测模块；检测模块包括接收寄存器、发送寄存器和逻辑比较单元；微处理器分别与接收寄存器和RS-485芯片通讯相连； RS-485芯片与发送寄存器通讯相连；逻辑比较单元分别与接收寄存器和发送寄存器通讯相连。
其中，可编程逻辑芯片还包括逻辑单元；微处理器的控制端和RS-485芯片的输出端通过逻辑单元与微处理器的输入端通讯相连。逻辑单元为或门。接收寄存器和发送寄存器的数据位为8位。
微处理器的RX引脚、IO1引脚、RTS引脚和TX引脚分别与可编程逻辑芯片的IO_RX引脚、IO_ST引脚、IO_RTS引脚和IO_TX引脚相连。可编程逻辑芯片的IO_RO引脚、IO_DE引脚和IO_DI引脚分别与RS-485芯片的RO引脚、DE引脚和DI引脚相连。RS-485芯片的RE引脚通过电阻R2与大地相连，RO引脚通过电阻R1与VCC相连。
本发明相比现有技术具有以下优点：通过可编程逻辑芯片对RS-485芯片的接收信号和发出信号进行比较，从而有效判断RS-485芯片的故障；利用逻辑单元（或门），避免了微处理器在发送数据的过程中接受到数据。本发明RS-485芯片故障自动检测系统结构简单，且检测过程快速、准确，能有效地在总线通讯过程中自动完成并自动给出检测结果，无需人工参与；本发明检测动作无需额外的电路，适用于具有可编程逻辑芯片的系统中。
附图说明
图1为本发明RS-485芯片故障自动检测系统的结构示意图；
图2为图1中检测系统的电平状态示意图；
图3为本发明RS-485芯片故障自动检测方法的程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明RS-485芯片故障自动检测方法及系统进行详细说明。
如图1所示，本发明RS-485芯片故障自动检测系统包括微处理器MCU和可编程逻辑芯片。微处理器的RX引脚、IO1引脚、RTS引脚和TX引脚分别与可编程逻辑芯片的IO_RX引脚、IO_ST引脚、IO_RTS引脚和IO_TX引脚相连。可编程逻辑芯片的IO_RO引脚、IO_DE引脚和IO_DI引脚分别与RS-485芯片的RO引脚、DE引脚和DI引脚相连。RS-485芯片的RE引脚通过电阻R2与大地相连，使RS-485始终处于接收状态；RO引脚通过电阻R1与VCC相连。可编程逻辑芯片内由检测模块和逻辑单元或门组成。检测模件由逻辑比较电路、8位接收寄存器和8位发送寄存器构成。可编程逻辑芯片的IO_DE引脚与IO_RO引脚通过或门与IO_RX引脚相连，能有效避免微处理器MCU在发送数据的过程中接收到数据：当MCU进行数据发送时，RTS为高电平，MCU的RX引脚一直处于高电平状态；发送完成后，RTS为低电平，MCU的RX引脚的状态为RS-485的RO接收脚的状态。
可编程逻辑芯片内由检测模块和逻辑或门模块组成。可编程逻辑芯片的IO_DE脚与IO_RO脚通过或门与IO_RX脚相连。检测模块由逻辑比较单元、8位接收寄存器和8位发送寄存器构成。接收和发送寄存器中存储发送和接收过程中，接收的电平和发送的电平状态。逻辑比较单元比较接收寄存器和发送寄存器的值是否相等。
结合图2和图3，具体检测方法如下：
（1） 当可编程逻辑芯片检测到RTS的上升沿时，清空8位接收寄存器和8位发送寄存器；
（2） MCU发送数据时，当可编程逻辑芯片检测TX的上升沿或RX的下降沿时，锁存TX和RO的电平状态，存入接收寄存器和发送寄存器中；
当可编程逻辑芯片检测到RTS的下降沿时，通过逻辑比较单元比较8位接收寄存器和8位发送寄存器的值是否相等，如果相等，芯片状态为好，如果不相等，芯片状态为坏。检测结果通过IO_ST送给MCU。
Claims (9)
1.一种RS-485芯片故障自动检测方法，其特征在于：向所述RS-485芯片发送电信号，由RS-485芯片接收所述电信号后发出，通过检测RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号的一致性判断所述RS-485芯片是否存在故障；当所述RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号不一致时，所述RS-485芯片存在故障；所述RS-485芯片接收的电信号和发出的电信号分别通过接收寄存器和发送寄存器存储，通过比较所述接收寄存器和发送寄存器的信号的一致性判断所述RS-485芯片是否存在故障。
2.根据权利要求1所述的RS-485芯片故障自动检测方法，其特征在于：所述向RS-485芯片发送电信号通过微处理器发出；所述微处理器在发送电信号时，其接收端始终处于高电平状态；当微处理器的电信号发送结束时，其接收端电平状态为RS-485芯片发送端的电平状态。
3.根据权利要求2所述的RS-485芯片故障自动检测方法，其特征在于：所述微处理器的控制端和RS-485芯片的发送端通过逻辑单元与微处理器的接收端相连。
4.根据权利要求3所述的RS-485芯片故障自动检测方法，其特征在于：所述逻辑单元为或门。
5.根据权利要求4所述的RS-485芯片故障自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）当所述可编程逻辑芯片检测到所述微处理器的控制端电平状态为上升沿时，清空所述接收寄存器和发送寄存器；
（2）所述微处理器发送电信号时，可编程逻辑芯片检测到微处理器的发送端电平状态为上升沿或下降沿时，锁存微处理器的发送端电平状态和RS-485芯片的发送端电平状态，并分别存入接收寄存器和发送寄存器中；
（3）当所述可编程逻辑芯片检测到所述微处理器的控制端电平状态为下降沿时，比较所述接收寄存器和发送寄存器的值是否相等，若不相等，所述RS-485芯片存在故障。
6.一种RS-485芯片故障自动检测系统，其特征在于：包括微处理器和可编程逻辑芯片；所述可编程逻辑芯片包括检测模块；所述检测模块包括接收寄存器、发送寄存器和逻辑比较单元；所述微处理器分别与所述接收寄存器和RS-485芯片通讯相连；所述RS-485芯片与所述发送寄存器通讯相连；所述逻辑比较单元分别与所述接收寄存器和发送寄存器通讯相连。
7.根据权利要求6所述的RS-485芯片故障自动检测系统，其特征在于：所述可编程逻辑芯片还包括逻辑单元；所述微处理器的控制端和RS-485芯片的输出端通过所述逻辑单元与微处理器的输入端通讯相连。
8.根据权利要求7所述的RS-485芯片故障自动检测系统，其特征在于：所述逻辑单元为或门；所述接收寄存器和发送寄存器的数据位为8位。
9.根据权利要求8所述的RS-485芯片故障自动检测系统，其特征在于：所述微处理器的RX引脚、IO1引脚、RTS引脚和TX引脚分别与可编程逻辑芯片的IO_RX引脚、IO_ST引脚、IO_RTS引脚和IO_TX引脚相连；所述可编程逻辑芯片的IO_RO引脚、IO_DE引脚和IO_DI引脚分别与RS-485芯片的RO引脚、DE引脚和DI引脚相连；所述RS-485芯片的RE引脚通过电阻R2与大地相连；所述RS-485芯片的RO引脚通过电阻R1与VCC相连。
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