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對(duì)大部分國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的集成控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),主機(jī)與分機(jī)控制鍵盤及解碼器之間的通信,一般是采用RS-485通信協(xié)議。而國(guó)外產(chǎn)品,則多采用曼徹斯特(Manchester)編/解碼通信接口方式,另有一些廠家的產(chǎn)品選用了RS-422、RS-232C等通信接口方式。
一、RS-485通信接口方式RS-485通信接口方式是國(guó)內(nèi)廠家應(yīng)用比較多的一種編碼通信方式。使用的芯片主要是MAXIM公司的MAX487或MAX1487,以及TI公司(Texas Instruments)的SN65LBC184和SN75LBC184等。
實(shí)際上,MAXIM公司的RS-485通信IC系列,包括MAX481~MAX491等10余種芯片,每種芯片都包括發(fā)送和接收兩個(gè)部分。由于MAX487和MAX1487允許在通信總線上并接128片同樣芯片,而該系列其他芯片最多只能在總線上并接32片同樣芯片。因此,國(guó)內(nèi)廠家大都選擇MAX487和MAX1487應(yīng)用于其系統(tǒng)主機(jī)上,使得該主機(jī)最多可以掛接128個(gè)解碼器,從而滿足一般中型監(jiān)控系統(tǒng)的需要。TI公司的SN65LBC184和SN75LBC184為1/2單位負(fù)載,它可以在總線上并接64片同樣芯片,因此也有些廠家選用此芯片。
MAX487和MAX1487均為半雙工通信方式,即可以在同一對(duì)雙絞線上分時(shí)完成雙向通信,芯片要么處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài),要么處于接收芯片狀態(tài)。該芯片采用單-5V電源供電,可接收-7~+12V信號(hào)輸入電平。MAX487和MAX1487的結(jié)構(gòu)及典型工作電路如圖1所示。
圖1 MAX487和MAX1487的結(jié)構(gòu)及典型工作電路
通常,RS-485接收器的單位輸入阻抗為12kΩ,總線上最多可以帶32個(gè)芯片;而MAX487和MAX1487采用了1/4單位負(fù)載,即48kΩ,因此總線上的最大負(fù)載數(shù)量增加為原來(lái)的4倍,達(dá)128個(gè)芯片。
一般,RS-485通信的標(biāo)準(zhǔn)通信長(zhǎng)度,約為1.2km,如增加雙絞線的線徑,則通信長(zhǎng)度還可延長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中,用RVV-2/1.0的兩芯護(hù)套線作通信線,其通信長(zhǎng)度可達(dá)2km以上。
二、曼徹斯特通信方式曼徹斯特通信方式,可由編/解碼專用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),如臺(tái)灣華隆微電子公司生產(chǎn)的曼徹斯特編/解碼器HM9209、HM9210及HM9215等。其中,HM9209為18引腳,HM9210為20引腳,而HM9215為28引腳。這三種芯片均為收/發(fā)一體型芯片,通過(guò)對(duì)其收/發(fā)控制端TX/RX狀態(tài)的控制,即可決定芯片本身的收/發(fā)工作狀態(tài)。這三種芯片的主要差別是,它們對(duì)并行處理的曼徹斯特碼的位數(shù)不同,如HM9209并行處理9位曼徹斯特碼,HM9210并行處理10位曼徹斯特碼,而HM9215可并行處理15位曼徹斯特碼。HM9215專門用于遠(yuǎn)程控制、安全監(jiān)控、報(bào)警控制及無(wú)繩電話等方面。每一個(gè)芯片都含有發(fā)送器和接收器電路,由引腳Tx/Rx的狀態(tài)決定其是發(fā)送方式還是接收方式。在發(fā)送方式時(shí),該芯片可以將輸入的15位曼徹斯特碼形式的數(shù)碼,編碼成1~32768之間的串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去。在接收方式時(shí),該芯片則可以將被發(fā)送過(guò)來(lái)的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼,并與本地碼進(jìn)行比較鑒別,從而輸出比較結(jié)果。
編碼方式功能方框如圖2所示。
圖2 HM9215的編碼功能
選擇編碼功能是把TX/RX控制信號(hào)線接到VDD上,即發(fā)送方式。該電路一次獲取15位并行數(shù)據(jù),將其編碼為不歸零(NRZ)制,與時(shí)鐘信號(hào)混合成曼徹斯特碼送到D/DO腳發(fā)送出去。S/DI每激活一次,編碼器就發(fā)岀一組串行數(shù)據(jù)。編碼數(shù)據(jù)分兩部分發(fā)送:第一部分是一串12個(gè)“1”,以作為前同步信號(hào),后跟一個(gè)空格指示編碼數(shù)據(jù)跟在后面。這個(gè)前同步信號(hào),用來(lái)同步接收器的鎖定為低的一個(gè)脈沖。第二部分即編碼信息,包含15位地址或控制信號(hào)。
選擇譯碼功能是把TX/RX控制信號(hào)線接到地線上。在這種方式下,電路將接收串行曼徹斯特碼格式的數(shù)據(jù),釋出其中的時(shí)鐘信號(hào),取樣15位數(shù)據(jù)與本地?cái)?shù)據(jù)比較。如果兩個(gè)數(shù)據(jù)匹配,則D/DO輸出將變?yōu)檫壿?ldquo;1”;如果兩個(gè)數(shù)據(jù)不匹配,則D/DO輸出將保持為“0”;如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)不匹配,但15位數(shù)據(jù)流有效,則只有輸出有效信號(hào)DV為邏輯“1”。
三、RS-232C通信接口方式RS-232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)正式公布的串行總線標(biāo)準(zhǔn),也是目前最常用的串第6章安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的處理控制設(shè)備行接口標(biāo)準(zhǔn),通常用它來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信。RS-232C串行接口總線適用于設(shè)備之間的通信距離不大于15m,傳輸速率最大為20kBpS。
一個(gè)完整的RS-232C接口有22根線,采用標(biāo)準(zhǔn)的25芯插頭座。RS-232C采用負(fù)邏輯,即邏輯“1”為-5V~-15V,邏輯“0”為+5V~+15V。
RS-232C接口的主要電氣性能如表1所示。
表1 RS-232C電氣特性表
帶3~7kΩ載時(shí)驅(qū)動(dòng)器的輸出電平 邏輯1:-5~-15V;邏輯0:+5~+15V
不帶負(fù)載時(shí)驅(qū)動(dòng)器的輸出電平 -25~+25V
驅(qū)動(dòng)器通斷時(shí)的輸出阻抗 >300n
輸出短路電流 <0.5A
驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換速率 <30V/ps
接收器輸入阻抗 3—7kΩ
接收器輸入電壓的允許范圍 -25~+25V
輸入開(kāi)路時(shí)接收器的輸出 邏輯1
輸入經(jīng)300Ω接地時(shí)接收器的輸出 邏輯1
+3V輸入時(shí)接收器的輸出 邏輯0
-3V輸入時(shí)接收器的輸出 邏輯1
最大負(fù)載電容 2500pF