基于无冲突协议的全双工RS485总线通信方法

摘要

本发明的名称为基于无冲突协议的全双工RS485总线通信方法。属于RS485总线通讯技术领域。它主要是解决现有RS485总线不能满足对监控节点多、单节点上传数据量巨大的实时系统监控需求的问题。它的主要特征是：总线数据侦听电路将发送总线上的数据反馈给PLD芯片；PLD芯片电路通过总线探测帧的发送判断总线被占用状态并计算数据发送延迟时间因子；为0则抢占RS485数据发送总线发送；不为0则延迟一定时间；直至发送完毕。本发明具有实现RS485数据发送总线上有效数据帧的无冲突发送，消除了数据发送总线上的总线空闲时间，有效减少了发送探测帧的总线冲突概率，极大提高发送数据总线利用效率的特点，主要是一种用于基于无总线冲突协议的全双工RS485总线通信方法。

主权项

一种基于无冲突协议的全双工RS485总线通信方法，其特征在于：采用基于无冲突协议的全双工RS485总线通信装置，包括RS485数据发送总线和RS485数据接收总线，还包括由高频率PLD芯片及外围总线数据发送电路、总线数据侦听电路和MCU接口电路构成的RS485总线数据接收电路；由中央控制器MCU集成电路和PLD接口电路构成的数据处理电路；其中，总线数据发送电路和总线数据侦听电路分别与RS485数据发送总线连接，总线数据接收电路与RS485数据接收总线连接，MCU接口电路和PLD接口电路连接在高频率PLD芯片与MCU集成电路之间，总线数据发送电路及总线数据接收电路均由光耦隔离器电路、总线EMI、ESD保护电路和过温保护电路构成；方法包括以下步骤：①MCU通过数据接收处理电路（Data Receiving Circuit）先通过从RS485数据发送总线（RS‑485 data sending bus）接收命令帧，并经过PLD与MCU的接口电路（MCU/PLD interface circuit）将需要发送的数据帧发送到PLD的数据缓冲区；②总线数据侦听电路（Data Listening Circuit）侦听RS485发送总线数据，并将其反馈给PLD芯片用于内部计算；③当RS485数据发送总线被释放时，高频率PLD芯片根据当前波特率和内部无冲突协议发送固定数据位时间长度的总线探测数据帧，并根据总线侦听电路接收的总线数据及二进制倒计数算法判断总线竞争情况，计算数据发送延迟时间因子，并决定帧数据发送时机；④当时间延迟因子为0时则抢占RS485数据发送总线并通过数据发送电路（Data Sending Circuit）继续发送数据缓冲区的有效数据帧到RS485接收总线上；⑤当时间因子不为0时则按照其实际值延迟一定时间继续发送总线探测帧并判断总线竞争情况，计算时间延迟因子；⑥直至将PLD的缓冲区内需要发送的数据帧发送完毕，并再次进入总线侦听状态，同时总线数据接收电路进入总线数据接收状态；⑦RS485总线服务器端接收数据接收总线上的数据，并根据探测帧数据格式在接收数据处理中去除探测帧数据内容。