笔者在研制单片机多机通信系统过程中,采用其它设计方法,消除了系统的不稳定因素,整个系统2年来一直运行稳定、可靠,希望在此能与大家作进一步的探讨。
由RS-485接口构成的半双工通信网络,其结构如图1所示,其中R=120Ω,为匹配电阻,作用为消除反射、吸收噪声。这样,无论系统处于什么状态,线路上都不会出现噪声干扰。这就很好地解决了《稳定性》一文中所提出的第2个问题。
图1 RS-485半双工通信网络
MAX485芯片内部功耗的计算方法如下：在正常工作区域内（除去开路、短路状态）,MAX485的差分输出B、A端电压与输出电流之比是线性的,等效电路如图2所示。根据MAX485手册提供的输出电流-差分输出电压曲线图,图2中E≈3.75 V,R0≈41Ω。读者也可根据E= (R0+R) I = (R0+R)U/R取2组R、U值,计算出E、R0。芯片内部功耗P=I2 R0,短路条件下,P = 3.752/41 = 340 mW, 而芯片70 ℃持续耗散功率为700 mW。
MAX485芯片损坏的原因有2个：
① 通信线路上所有主、分机共用1个电源;
② 系统上电复位阶段,所有MAX485都处于输出状态。
2个条件共同作用才会造成MAX485损坏,只要消除任何一个条件,芯片就不会损坏。
在上电复位阶段,通信网络上所有RS-485芯片均应处于接收输入状态,而不能在发送状态。如果设计是采用单片机8031的P1口控制MAX485的RE/DE端,则应经过反相器控制,如图3所示。该反相器的作用很重要,不可缺少。
图2 MAX485输出等效电路图 图3 MAX485控制电路
结果,即使是在实验室调试阶段,按照图1接法没有限流电阻,在5个分机共用一个电源的条件下,也没有出现过MAX485芯片损坏的现象。
另外,MAX485的差分输入/输出端应直接接到通信线路上,而无需限流电阻。MAX48X系列接口芯片内部采用2种技术,以保护异常条件下芯片不致损坏：
① 过流保护。当通信线路异常短路致使处于输出状态的MAX485输出端短路时,保护电路起控,限制短路电流为100 mA左右。
② 过热保护。当芯片本身温升过高时,内部热关断电路强迫输出,进入高阻状态,即芯片越热,内阻越大,输出短路电流越小。
实验数据：将MAX485差分输出脚6、7短路（条件：VCC=5 V,=0,DE端与VCC端相连）,5 min（分钟）后,短路电流从初始值104 mA下降到94 mA,芯片稍热且恒定。
MAX48X系列具体数据参数可从www.maxim-ic.com.cn网站下载。
本多机通信网络距离800 m,挂接分机60个,应用于丰台区实验中学"闭路电视教学双向控制系统",1998年以来,运行一直稳定、可靠。
（北京市7203信箱23分箱 汪晓兢）
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