RS422/RS485網絡的無極性接線設計與實現

　　4 使用限制

　　以上方法只適合于點對多點的主從式RS422/485網絡。對于RS422網絡來說，在主模塊中的接收驅動器不能加修正電路，而應調整到發送模塊的發送端。因為在從模塊發送而主模塊接收的情況下，可能部分模塊和主模塊之間的連接正確，部分模塊和主模塊之間的連接錯誤。對于RS485網絡來說，只要在從模塊的驅動器接收端增加調整電路就可以了。

　　對于各模塊平等通信的RS422/485網絡來說，一個模塊可能和其它模塊之間的接線既有正確，又有錯誤，因此通過此方法來修正。

　　5 采取調制信號傳輸消除信號極性

　　使用以上2種（手動設置或軟件自動配置）使模塊可以接收任意極性信號的方法雖然可行，但仍然有一些麻煩：手動設置仍然會帶來施工的不便，而自動配置會增加軟件設計的復雜度，降低了可靠性。此外，以上方法也只適用于點對多點的主從通信網絡，對于節點對等網絡不能使用。

　　另外一種消除信號極性的方法就是在對信號編碼調制后傳送，使調制后的信號是無極性要求的。在數據傳輸領域，最常用的無極性信號調制方法是使用差分曼徹斯特編碼，其波形如圖3所示。

　　差分曼徹斯特編碼信號的編碼原則是：

　　◇ 在信號位中間總是將信號反相;

　　◇ 在信號位開始時不改變信號極性，表示邏輯“1”;

　　◇ 在信號位開始時改變信號極性，表示邏輯“0”。

　　由此可見，經差分曼徹斯特編碼的信號，見圖3（b），經過由于接線錯誤變成反相的波形后，見圖3（c），仍然符合此定義，從而可以解調出原始數據信號。

　　圖3 差分曼徹斯特編碼信號及其反相

　　為了在RS422/485網絡中實現差分曼徹斯特編碼，需要在UART和RS422/485芯片之間增加編碼電路。差分曼徹斯特編碼屬于自同步編碼，因此需要時鐘。對于工作于異步方式的UART來說，可以使用GAL器件完成編碼和解碼，但用于控制UART異步傳輸的波特率時鐘和編碼電路時鐘必須使用同一時鐘源。以下給出圖4所示的實現框圖，具體實現電路這里不再詳細敘述。也可以使用專用芯片完成編碼和解碼，比如采用Echelon公司的FTT-10A收發器。該收發器對信號進行差分曼徹斯特編碼調制后傳輸（同時包含一個隔離變壓器）。

　　圖4 使用差分曼徹斯特編碼產生無極性信號

　　6 直流供電的無極性接線設計

　　在RS422/485網絡中，常采用集中+5 V、+12 V或+24 V直流對所有模塊進行供電，如線路較長，一般使用+24 V電源，較短時使用+5 V或+12 V電源。同信號線一樣，電源線也同樣存在反接問題，基于同樣目的和原因，模塊也應能使用正相和反相接線2種情況的輸入電源。和信號不同，2根電源線雖然可能反接，線間的電位差始終是一個極性，要么為正，要么為負，因此，可以在模塊電源輸入處增加一個整流電橋，在電橋的輸出端就始終能得到正極性的+24 V或+12 V、+5 V電壓供自己使用了，如圖5所示。

　　圖5 集中直流供電網絡的無極性電源接收電路

　　參考文獻

　　1 Data Encoding. http://www.cpe.ku.ac.th

　　2 陽憲惠主編。 現場總線技術及其應用。 北京：清華大學出版社，1999