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对大部分国内厂家生产的集成控制系统来说,主机与分机控制键盘及解码器之间的通信,一般是采用RS-485通信协议。而国外产品,则多采用曼彻斯特(Manchester)编/解码通信接口方式,另有一些厂家的产品选用了RS-422、RS-232C等通信接口方式。
一、RS-485通信接口方式RS-485通信接口方式是国内厂家应用比较多的一种编码通信方式。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。
实际上,MAXIM公司的RS-485通信IC系列,包括MAX481~MAX491等10余种芯片,每种芯片都包括发送和接收两个部分。由于MAX487和MAX1487允许在通信总线上并接128片同样芯片,而该系列其他芯片最多只能在总线上并接32片同样芯片。因此,国内厂家大都选择MAX487和MAX1487应用于其系统主机上,使得该主机最多可以挂接128个解码器,从而满足一般中型监控系统的需要。TI公司的SN65LBC184和SN75LBC184为1/2单位负载,它可以在总线上并接64片同样芯片,因此也有些厂家选用此芯片。
MAX487和MAX1487均为半双工通信方式,即可以在同一对双绞线上分时完成双向通信,芯片要么处于发送数据状态,要么处于接收芯片状态。该芯片采用单-5V电源供电,可接收-7~+12V信号输入电平。MAX487和MAX1487的结构及典型工作电路如图1所示。
图1 MAX487和MAX1487的结构及典型工作电路
通常,RS-485接收器的单位输入阻抗为12kΩ,总线上最多可以带32个芯片;而MAX487和MAX1487采用了1/4单位负载,即48kΩ,因此总线上的最大负载数量增加为原来的4倍,达128个芯片。
一般,RS-485通信的标准通信长度,约为1.2km,如增加双绞线的线径,则通信长度还可延长。在实际应用中,用RVV-2/1.0的两芯护套线作通信线,其通信长度可达2km以上。
二、曼彻斯特通信方式曼彻斯特通信方式,可由编/解码专用芯片来实现,如台湾华隆微电子公司生产的曼彻斯特编/解码器HM9209、HM9210及HM9215等。其中,HM9209为18引脚,HM9210为20引脚,而HM9215为28引脚。这三种芯片均为收/发一体型芯片,通过对其收/发控制端TX/RX状态的控制,即可决定芯片本身的收/发工作状态。这三种芯片的主要差别是,它们对并行处理的曼彻斯特码的位数不同,如HM9209并行处理9位曼彻斯特码,HM9210并行处理10位曼彻斯特码,而HM9215可并行处理15位曼彻斯特码。HM9215专门用于远程控制、安全监控、报警控制及无绳电话等方面。每一个芯片都含有发送器和接收器电路,由引脚Tx/Rx的状态决定其是发送方式还是接收方式。在发送方式时,该芯片可以将输入的15位曼彻斯特码形式的数码,编码成1~32768之间的串行数据发送出去。在接收方式时,该芯片则可以将被发送过来的串行数据进行译码,并与本地码进行比较鉴别,从而输出比较结果。
编码方式功能方框如图2所示。
图2 HM9215的编码功能
选择编码功能是把TX/RX控制信号线接到VDD上,即发送方式。该电路一次获取15位并行数据,将其编码为不归零(NRZ)制,与时钟信号混合成曼彻斯特码送到D/DO脚发送出去。S/DI每激活一次,编码器就发岀一组串行数据。编码数据分两部分发送:第一部分是一串12个“1”,以作为前同步信号,后跟一个空格指示编码数据跟在后面。这个前同步信号,用来同步接收器的锁定为低的一个脉冲。第二部分即编码信息,包含15位地址或控制信号。
选择译码功能是把TX/RX控制信号线接到地线上。在这种方式下,电路将接收串行曼彻斯特码格式的数据,释出其中的时钟信号,取样15位数据与本地数据比较。如果两个数据匹配,则D/DO输出将变为逻辑“1”;如果两个数据不匹配,则D/DO输出将保持为“0”;如果这两个数据不匹配,但15位数据流有效,则只有输出有效信号DV为逻辑“1”。
三、RS-232C通信接口方式RS-232C是美国电子工业协会(EIA)正式公布的串行总线标准,也是目前最常用的串第6章安防视频监控系统的处理控制设备行接口标准,通常用它来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。RS-232C串行接口总线适用于设备之间的通信距离不大于15m,传输速率最大为20kBpS。
一个完整的RS-232C接口有22根线,采用标准的25芯插头座。RS-232C采用负逻辑,即逻辑“1”为-5V~-15V,逻辑“0”为+5V~+15V。
RS-232C接口的主要电气性能如表1所示。
表1 RS-232C电气特性表
带3~7kΩ载时驱动器的输出电平 逻辑1:-5~-15V;逻辑0:+5~+15V
不带负载时驱动器的输出电平 -25~+25V
驱动器通断时的输出阻抗 >300n
输出短路电流 <0.5A
驱动器转换速率 <30V/ps
接收器输入阻抗 3—7kΩ
接收器输入电压的允许范围 -25~+25V
输入开路时接收器的输出 逻辑1
输入经300Ω接地时接收器的输出 逻辑1
+3V输入时接收器的输出 逻辑0
-3V输入时接收器的输出 逻辑1
最大负载电容 2500pF