一种监控板RS422总线一对多通讯电路及通讯方法与流程

本发明涉及rs422总线通讯，特别是一种监控板rs422总线一对多通讯电路及通讯方法。

背景技术：

1、rs422通讯协议具有广泛的通用性，rs422是四线传输，具有单独的接收和发送通道，能实现全双工通讯，每个通道采用一对差分对进行信号传输，由于采用差分电压进行传输，具有抗干扰能力强，可靠性高，传输距离远，被广泛应用于仪器仪表、安防、交通、国防工业等领域。

2、现有技术中实现rs422多路通讯的方案较多，主要通过以下三种方案实现：

3、第一种：由1路网络（或usb等协议）与fpga（或使用较多uart接口的cpu等）通讯实现多路（如18路）rs422的扩展，实现方案框图见图1所示。然而该方案成本较高，技术较为复杂，且涉及协议转换，已超出了rs422通讯范围。

4、第二种：使用1主1从的方式进行rs422通讯，多路则采用多路通讯，实现方案框图见图2所示；然而该方案在多路通讯时，存在线缆成本增加且接线复杂，占用主机资源多等缺点。

5、第三种：采用将rs422一主机的收发与多路从机（一对多）发收直接连接的方式，实现方案框图如图3所示；然而缺点是该方案能实现主rs422发送数据，从rs422接收数据；由于现有rs422芯片无高阻态，会导致从rs422默认发送数据，造成主机无法接收到从rs422数据，也即只能实现主rs422发数据，从rs422接收数据功能；无法实现从rs422发送数据，主rs422接收数据功能。

6、第三种方案具体如图4~图6所示（其中图4~图6为板卡从机端芯片的一部分示出内容）：由于主机发送信号通过j39接口的1、2脚输入到板内，同时发送到u29、u20、u14、u21芯片的7(b)、8(a)脚，这里使用的国产芯片为芯力特公司生产的sit3490eesa，rs422接口协议通过判断a-b≥+200mv时，2脚输出高电平，a-b≤-200mv时，2脚输出低电平。

7、其中，u29、u20、u14、u21芯片的2脚输出主rs422发送的信号，接收正常；但是当从rs422需要发送信号时，rs422从机端u29、u20、u14、u21芯片的控制端口3脚会有个默认状态1，通过rs422芯片转换后，5脚输出高电平3.3v，4脚输出低电平0v；当其中有个芯片需要发送时，先发送起始位0，5脚输出0v，4脚输出3.3v。由于其他芯片默认发送数据为1，导致从rs422的tx+无法下拉到0v，只能下拉到3v，从rs422的tx-无法拉高电平到3.3v，只能拉到0.3v，造成发送数据y（芯片5脚）-z（芯片6脚）＞200mv，判定为高，主rs422无法收到该从rs422所发的数据。

8、基于上述原因，本发明将针对前述第三种方式中的rs422一路主机的收发与多路从机（一对多）的发收直接连接方式，采用简易电路解决现有rs422芯片无法实现多路rs422通讯问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种电路结构简单，接线简单，成本低廉，占用主机资源少的监控板rs422总线一对多通讯电路及通讯方法。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明之一种监控板rs422总线一对多通讯电路，包括相互通讯的主机端和从机端；所述从机端包括监控板，监控板上设有多个rs422收发器芯片，所述rs422收发器芯片发送端的tx+端和tx-端分别经第一二极管和第二二极管连接所述主机端；所述第一二极管的阳极连接主机端，阴极连接tx+端；所述第二二极管的阳极连接tx-端，阴极连接所述主机端；所述第一二极管与主机端之间经上拉电阻接电源；所述第二二极管与主机端之间经下拉电阻接地。

4、进一步，所述rs422收发器芯片接收端的rx+端和rx-端经接口连接外部的rs422转usb接口至计算机的发送端；所述rs422收发器芯片发送端的tx+端和tx-端则所述接口连接外部的rs422转usb接口至计算机接收端。

5、进一步，所述tx+端和tx-端之间连接有电阻；且tx+端还经第一二极管连接所述接口的3脚，第一二极管的阳极与所述接口电连接，阴极连接tx+端；tx-端经第二二极管连接所述接口的4脚，其中第二二极管的阴极与所述接口的4脚连接，阴极连接tx-端。

6、进一步，所有rs422收发器芯片的发送端的tx+端均经过各自的第一二极管连接至同一上拉电阻，且上拉电阻接电源3.3v；所有rs422收发器芯片的tx-端均经过各自的第二二极管连接至同一下拉电阻，且下拉电阻接地。

7、进一步，所述上拉电阻和下拉电阻的阻值根据rs422收发器芯片的驱动能力及二极管的导通压降进行选择。

8、进一步，所述rs422收发器芯片型号为sit3490eesa，所述二极管为低压降的肖特基二极管，电压变化率1000v/us；所述上拉电阻和下拉电阻的阻值大于375r。

9、进一步，所述rs422收发器芯片的数量大于3个；所述rs422转usb接口的数量不大于3个。

10、本发明之一种根据前述任一项所述监控板rs422总线一对多通讯电路的通讯方法，包括以下步骤：

11、当计算机主机端发送通讯数据至从机端，从机端的所有rs422收发器芯片同时接收到数据；

12、当从机端发送通讯数据至主机端，每次只有一个rs422收发器芯片发送数据，其它rs422收发器芯片则不工作，即发送数据的rs422收发器芯片的控制端口的发送起始位为0，其余rs422收发器芯片的控制端口的发送起始位默认状态为1；

13、当rs422收发器芯片的控制端口的发送起始位的默认状态为1时，rs422收发器芯片的tx+端输出电源电压，tx-端输出0v；tx+端的第一二极管的阳极通过上拉电阻上拉至电源电压，此时第一二极管不导通；tx-端的第二二极管的阴极通过下拉电阻下拉到0v，此时第二二极管也不导通；rs422收发器芯片在该状态下不工作；

14、当rs422收发器芯片的控制端口的发送起始位的默认状态为0时，rs422收发器芯片的tx+端输出0v，tx-端输出电源电压；tx+端的第一二极管的阳极通过上拉电阻上拉至电源电压，此时第一二极管导通；tx-端的第二二极管的阴极通过下拉电阻下拉到0v，第二二极管也导通，实现从机端向主机端的数据发送。

15、进一步，所述电源电压为3.3v，当第一二极管导通后，接口的3脚电压为第一二极管的导通压降；第二二极管导通后，接口的4脚电压为3.3v-第二二极管的压降，数据发送成功，即接口的3脚电压减去接口的4脚电压所得差值小于-200mv。

16、本发明的有益效果：

17、（1）本发明的通讯电路一方面解决了现有技术第三种方案所存在的只能从机端接收而不能发送的技术问题，并且改进的电路结构简单，只需将电阻改为二极管，并设置上拉电阻和下拉电阻即可，接线简单，成本低廉，占用主机资源少；另一方面，从机端发送时只需一个从rs422发送，其它从rs422不工作，从而不会影响主机端的管脚产生误码；

18、（2）本发明的通讯方法能够实现主rs422发送，从rs422都能收到；当从rs422需要发送时，只能选择其中一个从rs422发送，不能从rs422同时发送的目的，从而不会影响主机端的管脚产生误码。