CN201341158Y - Rs485网络的状态检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种RS485网络的状态检测电路，包括一接口芯片，所述接口芯片包括一接收数据输出管脚，所述状态检测电路包括：处理器模块，其包括串口数据接收管脚、高电平输出管脚、电平检测管脚，串口数据接收管脚连接所述接口芯片的接收数据输出管脚；计数器，其包括复位端和计数端，复位端与处理器模块的高电平输出管脚连接，计数端与上述串口数据接收管脚连接；比较器，其连接在计数器的输出端与处理器模块的电平检测管脚之间。

Description

RS485网络的状态检测电路

技术领域

本实用新型涉及RS485网络状态检测电路。

背景技术

RS485标准是一种符合工业通讯标准的数据传输方式，它是有美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、差分接收的标准异步串行传输方式。RS-485传输方式具有数据线路少、易实现和扩展、传输距离远、通讯速率高等诸多优点；而且RS485标准从根本上消除了信号地线，具有很强的抗干扰能力。RS485通讯网络易于实现一对多点的通讯，接口总线上可连接32个站点，加中继器后可达255个站点。目前的RS485通讯网络一般采用半双工通信方式，大多采用一个主机和多个从机的系统结构，通过主机分别轮询各个从机来实现各个设备之间的通信，这种方法存在以下几个问题：

1、从机需要等待轮询到自己才能够发送数据，这就导致信号经常不能及时传递到主机。

2、由于主机需要不停的轮询，因此轮询的工作量很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种RS485网络的状态检测电路，旨在解决现有技术中从机无法主动检测主机忙闲状态的缺陷。

本实用新型的目的是这样实现的，一种RS485网络的状态检测电路，包括一接口芯片，所述接口芯片包括一接收数据输出管脚，所述状态检测电路包括：

处理器模块，其包括串口数据接收管脚、高电平输出管脚、电平检测管脚，串口数据接收管脚连接所述接口芯片的接收数据输出管脚；

计数器，其包括复位端和计数端，复位端与处理器模块的高电平输出管脚连接，计数端与上述串口数据接收管脚连接；

比较器，其连接在计数器的输出端与处理器模块的电平检测管脚之间。

所述接口芯片还包括正相接收器输入和正相驱动器输出管脚、反相接收器输入和反相驱动器输出管脚、发送数据输入管脚。

所述处理器模块为CPU，其进一步包括一个串口数据发送管脚，所述串口数据发送管脚与所述接口芯片的发送数据输入管脚连接。

本实用新型提供的RS485网络的状态检测电路能够使得从机主动检测到主机的总线状态，然后通过握手和抢占线路及时的发送数据，在实现数据及时发送的情况下，主机不需要轮询，因此降低了主机的工作量。

附图说明

图1是本实用新型的RS485网络的状态检测电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型实现即时通信并避免通信冲突的流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种RS485网络的状态检测电路，参见图1中所示，本实用新型提供的RS485网络的状态检测电路的作用是检测RS485网络的忙闲状态，其包括CPU10、计数器11、比较器12，其中CPU10包括至少四个管脚：串口数据发送管脚TXD、串口数据接收管脚RXD、高电平输出管脚P1.0和电平检测管脚P1.1，计数器11和比较器12依次串接在管脚P1.0和管脚P1.1之间，其中计数器11的复位端连接管脚P1.0，比较器连接在计数器的输出端与管脚P1.1之间，管脚P1.0和P1.1的定义和功能将在下文中详细的描述。

本实施例中所述CPU10通过一个接口芯片2(MAX485)连接被检测的RS485网络，所述接口芯片2包括四个管脚A、B、DI、RO，管脚的定义如下：管脚A：正相接收器输入和正相驱动器输出；管脚B：反相接收器输入和反相驱动器输出；管脚DI：发送数据输入；管脚RO：接收数据输出。

所述CPU10的管脚TXD与RS485的管脚DI连接，CPU10的管脚RXD与RS485的管脚RO连接，计数器11的计数端与CPU10的管脚RXD相连接。

本实用新型提供的RS485网络的状态检测电路的工作原理为：

如果需要检测RS485网络的线路上是否有设备正在发码，则CPU10的高电平输出管脚P1.0输出高电平使计数器11清零并开始计数，计数器11可以记录管脚RXD发出的脉冲个数，计数器11的输出(即检测到的脉冲的个数)经过比较器12进行处理：如果脉冲个数大于零，则比较器12输出高电平；如果脉冲个数小于1，则输出低电平。CPU10的电平检测管脚P1.1检测比较器12的输出电平，就可以判断RS485网络是否空闲。

以下介绍本实用新型RS485网络的状态检测电路实现即时通信并避免通信冲突的过程，如图2所示：

首先，在步骤21中，通过上述RS485网络的状态检测电路检测RS485总线的状态，具体检测方式如下：当某个设备需要发码时，则管脚P1.0输出高电平，然后检测管脚P1.1的电平变化，如果连续某个时间(这个时间称为最小延迟时间)内没有电平变化，且检测端持续为低，则认为线路上无其他设备发码，线路空闲；否则，认为线路忙。其中，选择最小延迟时间的依据是：延迟时间＝设备处理通信信号的处理时间+信号在RS485网络上的传播时间+冗余时间。

如果检测到线路忙，则执行步骤22，再次进行检测，具体方式是：管脚P1.0继续输出高电平(高电平的持续时间为一个和模块地址有关的随机时间再加上最小延迟时间，下文中作详述)，然后继续检测，本实施例中持续进行三次检测，如果检测三次后的结果仍然是线路忙，则退出检测，认为线路忙，放弃发码。如果在三次检测中检测到总线空闲，则执行步骤23(后文中介绍)。

上述高电平持续时间＝最小延迟时间+随机时间(Rand_Number，单位为ms)其中随机时间的Rand_Number(伪随机数)的计算公式为：

Rand_Number(i)＝(Rand_Number(i-1)*23+7)％128。

Rand_Number(0)＝模块地址；

每取一次随机数，根据上述公式计算一次，新得到的随机数并保留，以备下次取随机数时计算。

显然，P1.0上保持高电平的时间是检测空闲的持续时间。

若判断线路空闲，则开始握手并抢占线路，具体方法是：首先执行步骤23，向目标方发送一个RTS指令；

然后执行步骤24，判断目标方是否回应RTR指令，如果目标方收到RTS指令后回应一个RTR指令，表示同意接收，此时，执行步骤26，发送方开始发送数据。如果在发出RTS信号之后的一段时间内未收到RTR信号，则表明握手过程中发生了冲突，执行步骤25，延迟一段时间后继续握手。若握手成功，则意味着发送方获得了线路的使用权，执行步骤26，发送方开始发送数据，其他发送方会继续检测，等待这次通信过程结束后，再进行发码过程。

若发生冲突，则必定发生在握手过程，这时，发生冲突的两个发送方都不会发码，因此数据不会丢失，两个发送方再次发送，由于等待时间不同，则再次冲突的可能性非常少。

采用本实用新型的RS485网络的状态检测电路后的RS485网络至少具有以下三个优点：

1、网络上的每个设备都可以发起通信，不必等待轮询。

2、由于主机不用轮询，因此大大减轻了主机的工作量。

3、不会出现重复发码、错码和丢码的现象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，CPU10也可以是其他具有处理功能的处理模块(例如MCU等)。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1、RS485网络的状态检测电路，包括一接口芯片，所述接口芯片包括一接收数据输出管脚，其特征在于所述状态检测电路包括：

处理器模块，其包括串口数据接收管脚、高电平输出管脚、电平检测管脚，串口数据接收管脚连接所述接口芯片的接收数据输出管脚；

计数器，其包括复位端和计数端，复位端与处理器模块的高电平输出管脚连接，计数端与上述串口数据接收管脚连接；

比较器，其连接在计数器的输出端与处理器模块的电平检测管脚之间。

2、根据权利要求1所述的RS485网络的状态检测电路，其特征在于：所述接口芯片还包括正相接收器输入和正相驱动器输出管脚、反相接收器输入和反相驱动器输出管脚、发送数据输入管脚。

3、根据权利要求2所述的RS485网络的状态检测电路，其特征在于：所述处理器模块为CPU，其进一步包括一个串口数据发送管脚，所述串口数据发送管脚与所述接口芯片的发送数据输入管脚连接。

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