导言
RS-485总线根据平衡发送和差分接纳，具有很强的抗共模搅扰才能，在长途有线数字通讯范畴运用十分广泛。但它也存在一些缺点，如一个节点毛病会引起整个总线瘫痪、不能星型布线等。在总线上加装一个RS-485集线器能够补偿这些缺点，一起延伸通讯间隔。
RS-485集线器作业原理
RS-485集线器运用主485芯片把上位机总线上的差分信号转化成TTL电平，然后以播送方法分配给其它各支路的从485芯片，由从芯片再转化为差分信号发送到各分支总线上。图1是四路集线器的运用计划，图的左边接RS-485总线上位机，右侧接各分支下位机。
由图1能够看出，RS-485集线器起到了中继器延伸间隔和扩大终端数量的效果。关于四路集线器，它的四个分支总线能够别离按串行方法布线，相当于把本来的一组总线按星型方法分成了四组，处理了布线的局限性。别的，当其间一个节点毛病导致总线短路时，只会影响到它地点的一组分支总线，而不会影响到其它三组。
图1 RS-485集线器运用计划
图2 防雷击浪涌维护规划原理图
图3 主动收发转化规划原理图
图4 毛病主动阻隔模块原理框图
RS-485集线器规划
参照图1的作业原理，各模块规划要点如下。
电源规划
出于阻隔维护和抗搅扰的考虑，5个485芯片选用5V阻隔电源模块供电，使主、从电路彼此阻隔。
信号阻隔规划
一切分支信号与主站信号之间都选用高速光耦6N137进行阻隔，完成各分支之间、各分支与主站之间悉数阻隔。
防雷击浪涌维护规划
如图2所示，一切总线出口都选用防雷管和TVS管构成两级维护。总线感应到雷击等高压大能量信号时，先经过防雷管供给的线线间、线地间防雷维护功用，使雷击过电压被敏捷泄放，泄放过程中发生的瞬态大电流会在电路中感应出一个尖峰电压，次级维护运用的TVS管能够将上述尖峰电压吸收。如果有较大的电流，能够经过热敏电阻的高阻值来降压。
零延时主动收发转化规划
如图3所示，运用485芯片的数据输入端DI经过非门来操控收发操控端DE/RE。电阻、%&&&&&%的效果是为了补偿DI到DE之间信号传输的延时。
毛病主动阻隔规划
该模块的规划原理是用模仿开关串接在各分支路的接纳数据线上，经过单片机监测这些接纳数据，判别是否呈现毛病，当呈现毛病时使能端断开该路模仿开关，一起宣布报警，待毛病康复后再使其主动接入，原理框图如图4所示。
单片机程序规划
485从芯片的RO取反后接485主芯片的RE/DE。若RO为高，主芯片处于接纳上位机数据状况;若RO一向为低，则主芯片一向对上位机发送，算是毛病状况。
单片机内部设2秒为一个循环判别周期。在这2秒内，如果有继续10ms的高电平，则视为正常无毛病，导通模仿开关;若没有，则视为毛病，断开模仿开关。
单片机的主程序流程如图5所示。单片机的守时中止程序流程如图6所示。
整个四路RS-485集线器的电路如图7所示(篇幅有限，其间不包括电源)。
图5 单片机主程序流程图
图6 单片机守时中止程序流程图
图7 四路RS-485集线器规划原理图
结语
本规划在工程中运转正常，能够完成收发数据的零延时主动转化、毛病支路主动扫除以及毛病康复后主动接入，最高波特率可到达115200bps。一起能够星型布线，延伸RS-485通讯间隔，增加带负载才能，使得杂乱电磁场环境下组成大规模RS-485网络的许多问题方便的解决，极大地提高了体系可靠性。
