一種rs485通訊電路及dmx控制器和控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電子通訊技術領域，具體設及一種RS485通訊電路及DMX控制器和 控制系統。
【背景技術】
[0002] DMX512控制協議，簡稱DMX，DMX是DigitaIMu11iP1ex的縮寫，意為多路數字傳輸， 是專業燈光人員為了給制造商和用戶提供控制燈光的簡單通用數字標準。DMX是一種數字 信號協議，它定義由燈光控制器傳輸到固定裝置和外圍設備(如調光回路)的信號構造，DMX 技術已經成為許多燈光控制系統的基礎。
[0003] 在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485串行總線標準。RS-485采 用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能 檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米W外得到恢復。
[0004] 而基于RS485總線技術的Dffi總線在舞臺燈光通訊控制領域W已經得到廣泛應用， 極大地推動舞臺燈具的智能化進程。由于RS485接口為半雙工數據通訊模式，數據的收發不 能同時進行，因此，每次進行通訊時，主機控制忍片都要對RS485的通訊方向做出使能控制。 而控制線控制使能端的通訊，存在一個方向變換的時間問題，如果使能端方向變換過早，數 據不能完整傳輸，使能端方向變換過晚，也會對數據造成一定影響，而且時間不固定，運要 根據傳輸速率而定，運樣就大大增加了程序控制的工作量。因此，收發數據時需要一根專口 的IO口線切換數據流方向，且需要引入必要的延時W保證數據被完全發送，降低了控制系 統的執行效率，浪費了CPU資源，同時增加了調試成本。
[0005] 因此，如何實現RS485通訊電路數據傳輸方向的自動切換，對于進一步推動舞臺燈 管通訊控制系統的智能化有著重要意義。
[0006] CN103441780A公開了一種RS-485自動切換方向的通訊電路，該電路將RS-485忍片 的DI端接地;將處理器的TXD端通過控制S極管進行信號反轉，接入RS-485的驅動器輸出使 能端DE和接收器輸入使能端將RS-485忍片的A端接上拉電阻，將RS-485忍片的B端接下拉電 阻;通過所述處理器的TXD端控制，所述驅動器輸出使能端DE和接收器輸入使能端，模擬出 差分信號進行數據傳輸。本對比文件中公開的RS-485通訊電路雖然數據傳輸方向的切換不 需要在軟件里再做任何處理，減輕了軟件的調試的工作量，也降低了硬件成本;但是本對比 文件中公開的RS-485通訊電路的數據傳輸方向的切換，需要DI不停的啟動關閉，極大地降 低了RS-485忍片的壽命。
[0007] CN203966327U公開了一種RS485通訊電路，包括無極性RS485通訊忍片U1，無極性 RS485通訊忍片Ul的8腳連接有電源VCC，無極性RS485通訊忍片Ul的5腳連接有接地端GND， 無極性RS485通訊忍片Ul的6腳與7腳連接有能夠有效避免外部干擾的外部保護電路，電源 VCC與無極性RS485通訊忍片Ul的連接處、接地端GND與無極性RS485通訊忍片Ul的連接處連 接有電源模塊U2,電源模塊U2的另一端連接有供電電源V485端和接地電源。本對比文件中 公開的RS485通訊電路設有保護電路，能有效避免外部干擾擊毀通訊電路、內部電源故障導 致電壓升高而損壞外連通訊設備，但是沒有解決RS485通訊電路數據傳輸方向不能自動切 換的問題。 【實用新型內容】
[0008] 本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種能實現數據傳輸方向的自動切換、 功耗低、反應快、零延遲、保護齊全的RS485通訊電路及DMX控制器和控制系統。
[0009] 為解決本實用新型的技術問題，所采用的技術方案如下：
[0010] 一種RS485通訊電路，包括RS485通訊忍片，所述RS485通訊忍片采用8引腳SOIC封 裝結構，所述RS485通訊忍片中：
[0011] 8腳接電源，電源引腳接退禪電容Cl; 5腳接地；
[0012] 2腳為接收輸出使能腳，3腳為傳送輸入使能腳，2腳和3腳同時上拉連接電阻Rl接 高電平，實現數據傳輸方向的自動切換.
[OOK] 1腳為數據接收輸出腳，4腳為數據發送輸入腳，1腳連接單片機UART接口的RX腳，4 腳連接單片機UART接口的TX腳，且4腳上拉連接電阻R2接高電平，使RS485通訊忍片的DI處 于閑置狀態，保證4腳能發送數據，同時1腳能接收數據；
[0014] 6腳和7腳連接信號輸入/輸出線。
[0015] 在本方案中，退禪電容Cl用于消除電源雜波干擾，吸收忍片工作時產生的脈沖；
[0016] 2腳上拉接高電平，實現數據傳輸方向的自動切換;3腳傳送輸入使能腳，接低電平 時，忍片不能工作，因此3腳與2腳同時上拉接高電平，使忍片處于正常工作狀態；
[0017]另外，在本方案中，4腳上拉連接電阻R2接高電平，保證了DI處于閑置狀態，即能發 送數據，同時1腳也能接收數據。若沒有設置電阻R2,4腳一直處于發送狀態，且2腳不能接收 數據，此時，所述RS485所在的應用設備就只能做主機，不能當從機使用。
[0018] 進一步地，所述RS485通訊電路還包括輸出保護電路；
[0019] 所述輸出保護電路包括由穩壓管Dl，D2，D3組成的吸收回路:穩壓管D3的一端與7 腳的信號輸出線連接，另一端接地;穩壓管D3的一端與6腳的信號輸入線連接，另一端接地； 穩壓管D2連接信號輸出線與信號輸出線，形成一個完整的回路。
[0020] 由于共模電壓等于兩個輸入信號電壓的平均值，而RS485通訊電路只能檢測A、B端 的差模電壓，因此如果A、B端單點的對GND電壓太高，就會燒壞RS485通訊IC。上述吸收回路 的設置可W吸收過高的電壓，防止RS485通訊電路所在總線共模電壓過大而損壞RS485通訊 忍片。
[0021] 進一步地，所述吸收回路中的穩壓管Dl，D2，D3用TVS瞬態雜波抑制器替代。
[0022] 進一步地，所述輸出保護電路還包括:設置在所述RS485通訊忍片的信號輸出端串 聯的兩個電阻R4、R5,防止所述RS485通訊忍片的應用設備的硬件故障影響所述應用設備所 在的應用系統的其他應用設備的通信。
[0023] 進一步地，所述輸出保護電路還包括:分別設置在RS485網絡傳輸線始端和末端， 且與通訊載體的特性電阻相匹配的匹配電阻，所述RS485通訊電路的通訊載體為特性阻抗 為120Q的雙絞線，所述匹配電阻為120Q的電阻，W減少線路上傳輸信號的反射。
[0024] 進一步地，所述輸出保護電路還包括:與所述RS485忍片的A端上拉連接的電阻R3， 和與所述RS485忍片的B端下拉連接的電阻R6,使A端的電位高于B端的電位，實現單片機不 會被誤中斷而收到亂字符。
[00巧]由于RS485忍片的特性，接收器的檢測靈敏度為± 200mV，即差分輸入端VA-VB> + 200mV，輸出邏輯1，VA-VB< -200mV，輸出邏輯0;而A、B端電位差的絕對值小于200mV時，輸出 為不確定。如果在總線上所有發送器被禁止時，接收器輸出邏輯0,運會誤認為通信帖的起 始引起工作不正常。本方案中，RS485忍片的A端接上拉電阻R3，B端接下拉電阻R6，使A端的 電位高于B端的電位，運樣RXD的電平在485總線不發送期間（總線懸浮時）呈現唯一的高電 平，MCU就不會被誤中斷而受到亂字符。
[0026] 進一步地，所述RS485通訊電路的屏蔽線與信號地的連接采用隔離連接，即：采用 雙向瞬態二極管D4和電容C2并聯連接，可W消除屏蔽線上的電壓干擾，保證所述RS485通訊 電路所在的通訊系統和RS485控制器的各自穩定工作，互不影響。
[0027] 本實用新型還提供一種DMX控制器，包括RS485通訊電路，所述RS485通訊電路包括 RS485通訊忍片，所述RS485通訊忍片采用8引腳SOIC封裝結構，所述RS485通訊忍片中：
[0028] 8腳接電源，電源引腳接退禪電容Cl;5腳接地；
[0029] 2腳為接收輸出使能腳，3腳為傳送輸入使能腳，2腳和3腳同時上拉連接電阻Rl接 高電平，實現數據傳輸方向的自動切換.
[0030] 1腳為數據接收輸出腳，4腳為數據發送輸入腳，1腳連接單片機UART接口的RX腳，4 腳連接單片機UART接口的TX腳，且4腳上拉連接電阻R2接高電平，使RS485通訊忍片的DI處 于閑置狀態，保證4腳能發送數據，同時1腳能接收數據；
[0031] 6腳和7腳連接信號輸入/輸出線。
[0032] 本實用新型還提供一種DMX控制系統，包括DMX控制器、DMX燈具和LEDDMX驅動組； 所述DMX控制器，包括RS485通訊電路，所述RS485通訊電路包括RS485通訊忍片，所述RS485 通訊忍片采用8引腳SOIC封裝結構，所述RS485通訊忍片中：
[0033] 8腳接電源，電源引腳接退禪電容Cl;5腳接地；
[0034] 2腳為接收輸出使能腳，3腳為傳送輸入使能腳，2腳和3腳同時上拉連接電阻Rl接 高電平，實現數據傳輸方向的自動切換.
[0035] 1腳為數據接收輸出腳，4腳為數據發送輸入腳，1腳連接單片機UART接口的RX腳，4 腳連接單片機UART接口的TX腳，且4腳上拉連接電阻R2接高電平，使RS485通訊忍片的DI處 于閑置狀態，保證4腳能發送數據，同時1腳能接收數據；
[0036] 6腳和7腳連接信號輸入/輸出線。
[0037] 本實用新型具有W下有益效果：
[0038] 1、本實用新型能的RS485通訊電路根據總線狀態自動切換數據流方向，不需要軟 件干預，提高了數據傳輸的效率和系統工作效率，節約了CPU資源，同時降低了硬件成本。
[0039] 2、本實用新型的RS485通訊電路應用在DMX控制器和DMX控制系統中，在發送數據 時無需額外延時，就能保證最后一個字節的完整發送，能有效提高軟件的效率和可靠性，降 低誤碼率。
[0040] 3、本實用新型的RS485通訊忍片與MCU的連接僅連根線，僅占用2個I/0PIN，體積 小，成本低。
[0041]4、本實用新型RS485通訊電路設置有全面的輸出保護電路，保證了電路的安全。
【附圖說明】
[0042] 圖1是本實用新型一種RS485通訊電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]W下結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。
[0044] 實施例1:RS485通訊電路實施例
[0045] 如圖1所示，本實施例一種RS485通訊電路，包括RS485通訊忍片MAX13487， MAX13487采用8引腳SOIC封裝結構，所述RS485通訊忍片中：
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