基于单稳态触发器的半双工通信接口设计.pdf

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1、·34·煤矿机电2013年第1期基于单稳态触发器的半双工通信接口设计王莉莉，郑丰隆，刘健钊，孟凡猛，陈鹏(山东科技大学信息与电气工程学院，山东青岛266590)摘要：RS．232／RS-485转换器依托RS．232电平与TTL电平间转换，1T11L电平与RS485电平间转换。采用单稳态触发器实现对数据收发状态以及通信时间的控制，可以支持多种传输速率下的通信。实际应用表明，该转换器电路工作稳定，传输数据可靠准确。关键词：串行通信；Rs-232总线；RS485总线；单稳态触发器中图分类号：，I’P335文献标识码：B文章编号：1001—0

2、874(2013)Ol一0034—04DesignOfHaIf—DupIexCOmmunicatiOnInterfaCeBasedOnMOnO．StabIeTriggerVv耽馏础i，劢e愕n昭fo昭，￡i“肛砌oo，胁增几n脱昭，醌enPeng(SchoolofinformationandElectricalEn百neering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)Abstracl：TheRS．232／RS一485interfaceconverte

3、rtransf0肌sbetweenRS一232electricalleveland7ITI’Llogic1evel，alsoconvertsbetweenTTL109ic1evelandRS485electricallevel．Themono-stabletriggerisadoptedtocontIDlthetimeofdatasendingorreceiveandthecommunicationtime．Thisnewdesigncansupportvarietycommunicationundermulti．baudrate．T

4、hepmcticalapplicationindicatesthatthisinterf．aceconvenercircuitoperatesstable，andthedatatransmissionisaeeurateandreliable．KeywOrds：serialcommunication；RS-232Bus；RS485Bus；mono—stabletdggerO引言串行通信中，通信双方必须采用相同的接口标准，才能正常进行通信。常用的检测与监控系统，主机(上位机)一般为普通微型计算机，负责监视下位机的运行状态并对其状态信息进

5、行处理，下位机完成工业现场信号的采集和控制。考虑到传输速率与传输距离，仅依靠Rs．232完成各种传输任务是不现实的，而Rs-485抗干扰性强，传输速率高，传输距离远，能够实现多点传输，故被广泛应用。普通的微型计算机一般不带有Rs485接口，因此，数据传输中需要使用Rs-232／Rs485转换器，以统一接口标准，提高通信速度与传输距离。1技术要求通信接口电平转换主要包含RS-232电平转换模块和Rs485电平转换模块两部分，以实现正常通信。对于接收发送状态的控制以及传输速率调整，主要采用单稳态触发器在硬件上实现。计算机应用系统一般为主从

6、式结构，主机(上位机)为系统控制核心，通信线路状态由主机控制。利用一帧数据起始位为0，停止位为1，空闲时保持高电平的特点，让电路空闲时刻工作在由下位机向上位机发送数据的状态，当上位机要向下位机发送数据时，才由数据帧的起始位0触发单稳态触发器，产生固定脉宽的高电平并维持一定时间，使RS485接口的接收器输出使能端和驱动器输出使能端同时置高，从而使其工作在驱动器输入状态。高电平所需维持时间长度通过通信传输速率计算得出后，由单稳态电路调整得到。数据传送结束后，单稳态输出刚好重新变为低电平，从而恢复接收器输出工作状态。出于对各种复杂工作环境的

7、考虑，在通信中添加了光电隔离模块，滤除不需要的干扰信号并保护设备安全。因此，准备了两套电源对光电隔离的两侧分别供电，可以达到完全隔离的目的。电路整体框图如图1所示。2013年第1期煤矿机电·35·数据传输光数据传输电隔RS一——●离RS一232电485转_●一源-—-转换II盟光_●一I换模稳电模块腔制态隔腔常I块触——●■离发器2电路设计图1整体框图2．1电源模块本设计中有光电隔离模块，其两端使用相互独立的电源，故对应设计了两套+5V电源。通用的220V／50Hz电源，通过变压器，得到两路7．5V／0．3A输出，分别用两个2W10单

8、向桥式整流电路实现全波整流处理后，利用电容滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压，最后用三端稳压器CW7805产生所需要的两路+5V电源¨一。足llmGND(1){2．2RS-232电平转换模块采用MA)(202cP