CN201562020U - 基于rs485总线检测法的多点开关检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能有效的缩短RS485总线主单元采集检测时间，使子单元信息能及时传送，提高系统反映和处理速度的多点开关检测装置。系统主要是由两部分组成，即主单元和多个子单元。ARM微控制器是主单元的核心，采用32位ARM7TDMI内核芯片S3C44B0。子单元的微控制器使用TI的MSP430F133单片机。主单元和子单元部分通过总线检测电路进行系统连接。主单元和子单元的连接系统电源和通信隔离电源，并且由系统电源和通信隔离电源双电源供电。本实用新型的特点是具有多点开关量检测能力，提高了RS485总线的响应速度和开关信号的采集速度。

Description

基于RS485总线检测法的多点开关检测装置

技术领域

本发明属于现场总线通信技术领域，具体的说是一种多点开关检测装置。

背景技术

工业现场经常要采集多点开关量信号，一般都用RS485总线，使用一主带多从的通信方式。但该方式通信速度很慢，如果采用主从召唤的方式采集各子单元的数据，即主单元依次召唤各子单元，召唤到那个单元那个单元上传数据，总线的使用权完全由主单元分配，各子单元不能擅自占领总线。假如系统的单元多，主单元循环采集一周的时间就很长，子单元信息变化时不能及时发送给主单元，导致系统对突变事件的反应处理速度慢。

发明内容

本实用新型在于提供一种有效管理RS485总线的方法，缩短主单元与子单元的通信时间，使子单元信息能及时传送，提高系统反应和处理速度的多点开关检测装置。

本实用新型的目的是这样实现的：系统主要是由两部分组成，即主单元和多个子单元。主单元的构成包括ARM微控制器、程序存储器、数据存储器、与子单元通信RS485、与上位机通信RS485。子单元包括：MSP430单片机、与主单元通信RS485。主单元和子单元部分通过RS485总线进行系统连接，总线检测电路检测总线状态。主单元和子单元供电由系统电源和通信隔离电源双电源提供。

本发明的技术特征是：

1、使用RS485半双工通信总线，采用总线检测的方法使用总线。

2、使用隔离的RS485芯片设计，具有输出输入隔离功能。

3、采用74HC125三态门芯片实现各单元对总线的使用和控制，能很方便实现总线的占有和闲置的控制。

本实用新型的特点是具有多点开关量检测能力，提高了RS485总线的响应速度和开关信号的采集速度。

附图说明

图1为总线检测RS485总线接口示意图；

图2为整体系统框图；

图3为总线检测电路图；

图4为隔离485电路图；

图5为主机单元接收数据流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明

本实施例的总线检测RS485总线接口图和整体系统框图如图1和图2。

1、硬件部分设计

整个系统由主单元和多个子单元组成，主单元包括：ARM7微控制器、程序存储器、数据存储器、与子单元通信RS485、与上位通信RS485、系统电源和通信隔离电源。其中ARM微控制器是主单元的核心，采用32位ARM7TDMI内核芯片S3C44B0，总线开放，可外扩程序存储器FLASH和数据存储器SDRAM，该系统外扩了2个UART串行接口，使用ADI的隔离RS485芯片ADM2483进行接口电平转换，总线状态检测使用74HC125三态门芯片。子单元包括：MSP430单片机、与主单元通信RS485、系统电源和通信隔离电源。子单元的微控制器使用TI的MSP430F133单片机。

电源电路采用开关电源供电，开关电源输入电压范围比较宽，输出直流电压5V，通过SP1117-3.3和SP1117-2.5芯片输出3.3V和2.5V电源。RS485需要的隔离5V电源通过DC-DC模块得到。

总线状态检测电路设计如图3，使用74HC125三态门芯片和单片机的两个I/O，当系统都不使用总线时，每个子单元的74HC125都输出高阻状态，此时总线为低电平，当有子单元要使用总线时，他首先检测总线状态，如果总线为低电平，该子单元迅速把74HC125改为输出状态，此时总线变为高电平，该子单元占领总线，往总线上发送数据，发送数据完成再把74HC125改为高阻状态。如果检测到总线是高电平，等待检测，直到总线变低后再占领总线。隔离RS485电路设计如图4，使用ADI的ADM2483芯片进行接口电平转换，该芯片属于隔离485，双电源供电输入输出隔离。

2、主机程序设计

主机程序部分需要实现各从机上传数据的接收、处理和上传。主机接收子单元信息通过一个RS485串口实现，数据格式为16进制，数据位8位，1个起始位，1个结束位，无寄偶校验位，波特率9600bps。采用串行口中断的方式接收，主机程序初始化完成后等待各从机发送信息，当主机接收到第一个字节后，判断该字节是否为设备号，如果不是设备号，接收个数清零，如果是设备号继续接收第二个字节；判定第二个字节是否为正确的功能吗，如果功能吗错误，接收个数清零重新接收，功能码正确；接收第三个字节，该字节为从单元发送信息的字节个数X，计算从单元发送总字节个数为M＝X+3+2，3个开头字节和2个CRC校验码，主机接收到M个字节后，首先判断CRC校验码是否正确，错误舍弃所有信息，正确则把从单元的信息保存到数据区，该次接收结束，主机继续等待接收。

信息的上传通过一个RS232串口实现。当主单元接收到子单元信息后，进行数据的处理，发现子单元信息发生变化，主单元准备把子单元信息发送到上位机，首先重新初始化发送缓冲区，然后通过中断的方式依次发送信息到上位机，发送信息包括设备号、功能码、发送字节个数、信息字节和CRC校验码。

通信规约：如下表(为16进制格式)

设备号

功能码

发送字节数N

发送N字节

CRC校验

主机单元接收数据流程图如图5。

Claims (2)

1.一种基于RS485总线检测法的多点开关检测装置，其特征在于它是由两部分组成的，即主单元部分和多个子单元部分，主单元和子单元部分通过总线检测电路进行系统连接，主单元的构成包括ARM微控制器、程序存储器、数据存储器、与子单元通信RS485、与上位机通信RS485，子单元的构成包括，MSP430单片机、与主单元通信RS485。

2.根据权利要求1所述的一种基于RS485总线检测法的多点开关检测装置，其特征在于所述的主单元和子单元部分系统连接包括74HCl25三态门芯片和单片机的两个I/O。

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