實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，包括有極性485芯片，還包括具有串口極性設(shè)置功能的MCU，其中，所述有極性485芯片的發(fā)送端分別連接到所述MCU的設(shè)置為串口正極性的第一主控接收端和設(shè)置為串口負(fù)極性的第二主控接收端；所述有極性485芯片的接收端連接到所述MCU的主控發(fā)送端。本發(fā)明利用有極性485芯片和具備串口收發(fā)反向功能的MCU、或者通過反向器連接至MCU，來實(shí)現(xiàn)無極性485通信。該電路和方法既不增加成本，也可以保證通信的可靠性，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能表的485通信電路的設(shè)計(jì)，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的 電路及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的電能表普遍采用485組網(wǎng)通信，而普通使用的單極性485芯片的通信線路 中存在A、B極性之分，因而在組網(wǎng)施工中容易出現(xiàn)A、B端反接而導(dǎo)致的通信不成功的問題， 嚴(yán)重影響現(xiàn)場的施工效率。因此需要能夠?qū)崿F(xiàn)無極性485通信的方法。
[0003] 目前實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法有以下幾種：
[0004] 1)用2枚獨(dú)立工作獨(dú)立輸出的485芯片來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)外部線序不能確定時(shí)，2枚485 芯片同時(shí)收發(fā)，但是只有1枚芯片收到的信號(hào)是正確的，MCU確定出其中正確的那枚，然后 關(guān)斷通信錯(cuò)誤的那枚，即可實(shí)現(xiàn)不論外部線序如何接入，均可正常通信的目的。
[0005] 該方案的缺點(diǎn)是，必須使用2枚485芯片，而且每枚485都要有保護(hù)電路，增大了 布板面積，增加了成本。
[0006] 2)用1枚無極性485芯片來實(shí)現(xiàn)。無極性485芯片的原理是通過芯片內(nèi)部的差分 電壓檢測來識(shí)別通信引腳極性，再通過串接于通信引腳的極性辨識(shí)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)芯片的通信 引腳正向或者反向。
[0007] 該方案的缺點(diǎn)是，在大面積的使用中，如果正向和反向芯片的數(shù)量近乎相等，并且 共用一組（2根）485通信線時(shí)，芯片內(nèi)部則無法判斷引腳的極性，而在大規(guī)模的應(yīng)用中，而 一組（2根）485通信線在完全不考慮線序的情況下，接線正反互易的概率又恰恰相等，因此 這種芯片在大規(guī)模的應(yīng)用中，效果并不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了提供一種低成本高可靠性的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，本發(fā)明公開了一種 實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，包括有極性485芯片，還包括具有串口極性設(shè)置功能的MCU， 其中，所述有極性485芯片的發(fā)送端分別連接到所述MCU的設(shè)置為串口正極性的第一主控 接收端和設(shè)置為串口負(fù)極性的第二主控接收端；所述有極性485芯片的接收端連接到所述 MCU的主控發(fā)送端。
[0009] 優(yōu)選地，所述發(fā)送端分別通過耦合器連接到所述第一和第二主控接收端，所述接 收端通過耦合器連接到所述主控發(fā)送端。
[0010] 本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，包括有極性485芯片，還包括 MCU，其中，所述有極性485芯片的發(fā)送端連接到所述MCU的第一主控接收端，以及通過第一 反向器連接到所述MCU的第二主控接收端；所述有極性485芯片的接收端通過并聯(lián)的第二 反向器和開關(guān)連接到所述MCU的主控發(fā)送端。
[0011] 優(yōu)選地，所述發(fā)送端分別通過耦合器連接到所述第一主控接收端和所述第一反向 器，所述接收端通過耦合器連接到所述第二反向器。
[0012] 進(jìn)一步地，所述有極性485芯片的收發(fā)控制端連接到所述MCU的主控控制端。
[0013] 本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，包括：當(dāng)所述485芯片向所述 MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU通過所述第一和第二主控接收端分別接收第一和第二數(shù)據(jù)報(bào)文， 并判斷所述第一和/或第二數(shù)據(jù)報(bào)文是否正確；當(dāng)判斷到所述第一數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止 所述第二主控接收端的接收，當(dāng)判斷到所述第二數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第一主控接收 端的接收。
[0014] 進(jìn)一步地，還包括：當(dāng)所述MCU向所述485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU將所述主控 發(fā)送端設(shè)置為串口正極性，并通過所述主控發(fā)送端向所述485芯片發(fā)送信號(hào)；如果所述第 一主控接收端接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)而所述第二主控接收端接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，則所 述MCU將所述主控發(fā)送端設(shè)置為串口負(fù)極性繼續(xù)發(fā)送信號(hào)。
[0015] 本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，包括：當(dāng)所述485芯片向所述 MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU通過所述第一和第二主控接收端分別接收第一和第二數(shù)據(jù)報(bào)文， 并判斷所述第一和/或第二數(shù)據(jù)報(bào)文是否正確；當(dāng)判斷到所述第一數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止 所述第二主控接收端的接收，當(dāng)判斷到所述第二數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第一主控接收 端的接收。
[0016] 進(jìn)一步地，還包括：當(dāng)所述MCU向所述485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU將所述開關(guān) 設(shè)置為閉合狀態(tài)，并通過所述主控發(fā)送端向所述485芯片發(fā)送信號(hào)；如果所述第一主控接 收端接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)而所述第二主控接收端接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，所述MCU將所 述開關(guān)設(shè)置為開路狀態(tài)繼續(xù)發(fā)送信號(hào)。
[0017] 優(yōu)選地，還包括：如果所述第一和第二主控接收端均接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，則判 斷為通信異常。
[0018] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路及方法，在電路設(shè)計(jì)中，利用有極性485芯片 和具備串口收發(fā)反向功能的MCU、或者通過反向器連接至MCU，來實(shí)現(xiàn)無極性485通信。該 電路和方法既不增加成本，也可以保證通信的可靠性，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路第一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路第二實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路及方法作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0022] 參考圖1，為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路第一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)示意 圖。在該第一實(shí)施方式中，電路包括有極性485芯片和具有串口極性設(shè)置功能的MCU。具有 串口極性設(shè)置功能的MCU，也是具有串口收發(fā)反向功能的MCU。有極性485芯片通過485通 信線連接至采集終端。
[0023] 具有串口反向功能的MCU，可以是貝嶺公司的BL6531、BL6536芯片，或者 MICROCHIP公司的PIC24系列及PIC18系列中的部分型號(hào)的芯片等。有極性RS485芯片，可 以是貝嶺公司的BL3085系列芯片或BL1585系列芯片，或者M(jìn)AXM公司的MAX13085芯片， 或者ΤΙ公司的75LBC184芯片等其他型號(hào)的芯片。
[0024] 有極性485芯片的發(fā)送端R管腳通過光耦Q1連接到MCU的第一主控接收端RXD0 和第二主控接收端RXD1，其中，第一主控接收端RXD0不開啟串口反向功能，第二主控接收 端RXD1開啟串口反向功能。有極性485芯片的收發(fā)控制端RE/DE通過光耦Q2連接到MCU 的主控控制端485ΕΝ。同時(shí)，有極性485芯片的接收端D通過光耦Q3連接到MCU的主控發(fā) 送端TXD1。
[0025] 基于上述電路的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法為：
[0026] 當(dāng)485芯片向MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，MCU分別通過第一主控接收端RXD0和第二主控接 收端RXD1分別接收第一數(shù)據(jù)報(bào)文和第二數(shù)據(jù)報(bào)文，并判斷數(shù)據(jù)報(bào)文是否正確。如果判斷到 第一數(shù)據(jù)報(bào)文正確，即第一主控接收端RXD0接收的數(shù)據(jù)正確，則斷定485的線序正確，舍棄 錯(cuò)誤的第二數(shù)據(jù)報(bào)文，并停止第二主控接收端RXD1的接收，然后MCU完成數(shù)據(jù)接收過程。如 果判斷到第二數(shù)據(jù)報(bào)文正確，即第二主控接收端RXD1接收的數(shù)據(jù)正確，則斷定485的線序 異常，舍棄錯(cuò)誤的第一數(shù)據(jù)報(bào)文，并停止所述第二主控接收端的接收，然后MCU完成數(shù)據(jù)接 收過程。
[0027] 當(dāng)MCU向485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)，MCU將主控發(fā)送端TXD1設(shè)置為串口正極性，即不開 啟主控發(fā)送端TXD1的串口反向功能，并通過主控發(fā)送端TXD1向485芯片發(fā)送信號(hào)。如果 第一主控接收端RXD0接收到正確的應(yīng)答信號(hào)而第二主控接收端RXD1接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信 號(hào)，說明線序正確，則無需MCU發(fā)送時(shí)內(nèi)部對(duì)信號(hào)進(jìn)行反向，即還是不開啟主控發(fā)送端TXD1 的串口反向功能，MCU繼續(xù)發(fā)送信號(hào)直至發(fā)送完畢。如果第一主控接收端RXD0接收到錯(cuò)誤 的應(yīng)答信號(hào)而第二主控接收端RXD1接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，說明線序錯(cuò)誤，則需要MCU發(fā) 送信號(hào)時(shí)進(jìn)行內(nèi)部反向，MCU將主控發(fā)送端TXD1設(shè)置為串口負(fù)極性繼續(xù)發(fā)送信號(hào)直至發(fā)送 完畢。如果第一主控接收端RXD0和第二主控接收端RXD1均接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，說明 通信出現(xiàn)異常，需要進(jìn)行線路排查。
[0028] 參照?qǐng)D2,為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路第二實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)示意 圖。如果不使用具有串口反向功能的MCU，還可以使用外接反相器的方法來實(shí)現(xiàn)無極性485 通信。有極性485芯片的發(fā)送端R通過光耦Q1連接到MCU的第一主控接收端RXD0,并進(jìn)一 步通過第一反向器Ν1連接到MCU的第二主控接收端RXD1。有極性485芯片的收發(fā)控制端 RE/DE通過光耦Q2連接到MCU的主控控制端485ΕΝ。同時(shí)，有極性485芯片的接收端D通 過光耦Q3進(jìn)一步通過并聯(lián)的第二反向器Ν2和開關(guān)Κ連接到MCU的主控發(fā)送端TXD1。
[0029] 基于上述電路的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法為：
[0030] 當(dāng)485芯片向MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，其通信方法與第一實(shí)施方式描述的一致，此處不再 贅述。
[0031] 當(dāng)MCU向485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)，MCU將開關(guān)Κ設(shè)置為閉合狀態(tài)，即使得與主控發(fā)送 端TXD1連接的第二反向器Ν2不起作用，并通過主控發(fā)送端TXD1向485芯片發(fā)送信號(hào)。如 果第一主控接收端RXD0接收到正確的應(yīng)答信號(hào)而第二主控接收端RXD1接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答 信號(hào)，說明線序正確，則無需將MCU發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行反向，即還是將開關(guān)Κ設(shè)置為閉合狀態(tài)， MCU繼續(xù)發(fā)送信號(hào)直至發(fā)送完畢。如果第一主控接收端RXD0接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)而第二 主控接收端RXD1接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，說明線序錯(cuò)誤，則需要將MCU發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行反 向，MCU將開關(guān)Κ設(shè)置為開路狀態(tài)以使得第二反相器Ν2對(duì)MCU的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行反向，然后 繼續(xù)發(fā)送信號(hào)直至發(fā)送完畢。如果第一主控接收端RXDO和第二主控接收端RXD1均接收到 正確的應(yīng)答信號(hào)，說明通信出現(xiàn)異常，需要進(jìn)行線路排查。
[0032] 可以理解的是，在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，還可以使用其他的方法對(duì)MCU接 收和發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行反向，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。比如，可以用模擬串口來實(shí)現(xiàn)串口反向 功能。
[0033] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路及方法，在電路設(shè)計(jì)中，利用有極性485芯片 和具備串口收發(fā)反向功能的MCU、或者通過反向器連接至MCU，來實(shí)現(xiàn)無極性485通信。該 電路和方法既不增加成本，也可以保證通信的可靠性，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[〇〇34] 以上【具體實(shí)施方式】僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，不能用于限定本發(fā)明，本發(fā)明 的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本 發(fā)明做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，包括有極性485芯片，其特征在于，還包括具有串 口極性設(shè)置功能的MCU，其中， 所述有極性485芯片的發(fā)送端分別連接到所述MCU的設(shè)置為串口正極性的第一主控接 收端和設(shè)置為串口負(fù)極性的第二主控接收端； 所述有極性485芯片的接收端連接到所述MCU的主控發(fā)送端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，其特征在于，所述發(fā)送端分別通 過耦合器連接到所述第一和第二主控接收端，所述接收端通過耦合器連接到所述主控發(fā)送 端。
3. -種實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，包括有極性485芯片，其特征在于，還包括MCU，其 中， 所述有極性485芯片的發(fā)送端連接到所述MCU的第一主控接收端，以及通過第一反向 器連接到所述MCU的第二主控接收端； 所述有極性485芯片的接收端通過并聯(lián)的第二反向器和開關(guān)連接到所述MCU的主控發(fā) 送端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，其特征在于，所述發(fā)送端分別通 過耦合器連接到所述第一主控接收端和所述第一反向器，所述接收端通過耦合器連接到所 述第二反向器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的電路，其特征在于，所述有極性 485芯片的收發(fā)控制端連接到所述MCU的主控控制端。
6. -種基于權(quán)利要求1所述的電路的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，包括： 當(dāng)所述485芯片向所述MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU通過所述第一和第二主控接收端分 別接收第一和第二數(shù)據(jù)報(bào)文，并判斷所述第一和/或第二數(shù)據(jù)報(bào)文是否正確； 當(dāng)判斷到所述第一數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第二主控接收端的接收，當(dāng)判斷到所述 第二數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第一主控接收端的接收。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，其特征在于，還包括：當(dāng)所述 MCU向所述485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)， 所述MCU將所述主控發(fā)送端設(shè)置為串口正極性，并通過所述主控發(fā)送端向所述485芯 片發(fā)送信號(hào)； 如果所述第一主控接收端接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)而所述第二主控接收端接收到正確 的應(yīng)答信號(hào)，則所述Μ⑶將所述主控發(fā)送端設(shè)置為串口負(fù)極性繼續(xù)發(fā)送信號(hào)。
8. -種基于權(quán)利要求3所述的電路的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，包括： 當(dāng)所述485芯片向所述MCU發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述MCU通過所述第一和第二主控接收端分 別接收第一和第二數(shù)據(jù)報(bào)文，并判斷所述第一和/或第二數(shù)據(jù)報(bào)文是否正確； 當(dāng)判斷到所述第一數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第二主控接收端的接收，當(dāng)判斷到所述 第二數(shù)據(jù)報(bào)文正確，則停止所述第一主控接收端的接收。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，其特征在于，還包括：當(dāng)所述 MCU向所述485芯片發(fā)送信號(hào)時(shí)， 所述MCU將所述開關(guān)設(shè)置為閉合狀態(tài)，并通過所述主控發(fā)送端向所述485芯片發(fā)送信 號(hào)； 如果所述第一主控接收端接收到錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)而所述第二主控接收端接收到正確 的應(yīng)答信號(hào)，所述MCU將所述開關(guān)設(shè)置為開路狀態(tài)繼續(xù)發(fā)送信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的實(shí)現(xiàn)無極性485通信的方法，其特征在于，還包括：如 果所述第一和第二主控接收端均接收到正確的應(yīng)答信號(hào)，則判斷為通信異常。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104090511SQ201410307611
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】石飛, 王甲, 傅代軍, 車建國, 陳立軍 申請(qǐng)人:上海貝嶺股份有限公司