基于帧结构转发的RS-485总线集线器

摘要

本发明的基于帧结构的RS-485总线集线器的数据收发方法，包括：a．检测总线上是否有数据发送，如有则立即对数据进行转发；同时不断检测数据帧是否结束，没有则继续转发，如有则停止转发；b．测量码元宽度；c．检测是否有超过15个的连续的与码元宽度相等的高电平存在；如有，则发出帧结束信号；如没有，则继续进行检测。RS-485总线集线器包括接口电路、时钟电路和时序电路；特征为：还有帧检测电路、高低电平识别电路、计数器、比较器、锁存器、数据选择器以及满量识别电路；通过检测出的数据码元宽度，在有超过15个连续的与码元宽度相等的高电平存在时产生帧转发结束的标志，实现数据转发。本发明做到了自适应转发，即插即用。满足300～115200bps的要求，可通过CPLD器件来实现，具有电路简单、抗干扰能力强、功耗低、稳定度高、速率测量精度高、转换信号准确的优点。

主权项

一种基于帧结构转发的RS‑485总线集线器，包括与RS485总线相连接的一个主RS485接口电路和多个从RS485接口电路、产生高频脉冲的时钟电路（3）以及用于产生时序控制信号的时序电路（8），所述RS485接口电路包括数据接收端RXD、数据发送端TXD和发送使能端DE；其特征在于，还包括：两个帧检测电路， 主RS485接口电路的数据接收端RXD与一个帧检测电路的输入端相连接，其余从RS485接口电路的RXD经相与运算后与另一个帧检测电路的输入端相连接；所有主、从RS485接口电路的RXD信号相与运算后形成总接收数据；帧检测电路的输出端与时序电路的输入端以及除与本帧检测电路相连接的之外的所有RS485接口电路的发送使能端DE相连接；帧检测电路在数据接收端RXD的信号第一个下降沿输出高电平；高电平识别电路（6）和低电平识别电路（7），输入端均与总接收数据端相连接；16位高电平计数器（9），输入端与高电平识别电路的输出与时钟电路的输出相与后形成的逻辑信号相连接；计数控制端与时序电路的输出相连接；16位低电平计数器（11），输入端与低电平识别电路的输出与时钟电路的输出相与后形成的逻辑信号相连接；计数控制端与时序电路的输出相连接；16位数据选择器（10），输入端与16位高电平计数器和16位低电平计数器均相连接；控制端与时序电路的输出相连接；16位锁存器（14），输入端与16位数据选择器的输出端连接；控制端与时序电路的输出信号相连接；第一16位比较器（13），两组输入端分别与16位锁存器的输入端和输出端相连接，信号输出端与时序电路相连接；16位脉宽计数器（15），输入端与高电平识别电路的输出与时钟电路的输出信号相与后形成的逻辑信号相连接；第二16位比较器（16），两组输入端分别与16位锁存器的输出和16位脉宽计数器的输出相连接；输出端与16位脉宽计数器的控制端相连接；4位计数器（17），输入端与第二16位比较器的输出端相连接，控制端与时序电路的控制信号输出端相连接，4位计数器在数据接收端RXD出现零电平时清零；满量识别电路（18），用于产生帧发送完毕的识别信号，输入端与4位计数器的输出端相连接，信号输出端与两个帧检测电路的控制输入端均相连接；所述主RS485接口电路的数据接收端RXD均与其余从RS485接口电路的数据发送端TXD相连接；其余从RS485接口电路的RXD端相与运算后接于主RS485接口电路的TXD端；时序电路的输入端还与总接收数据相连接；所述帧检测电路在满量识别电路输出信号的作用下输出信号变为低电平。