专利名称：基于rs485总线检测法的多点开关检测装置的制作方法
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。

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
以下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。[0017]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1/0，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 丨功能码 丨发送字节数N|发送N字节丨CRC校验主机单元接收数据流程图如图5。
权利要求一种基于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74HC125三态门芯片和单片机的两个I/O。
专利摘要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。
文档编号G01R31/00GK201562020SQ20092010063
公开日2010年8月25日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者于志亮, 徐龙辉, 杨秋梅, 韩洪臣 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司