Современная электроника №9/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2024 что было неудобно и неконструктивно. Таким образом, возникло решение соз- дать отдельный разветвитель на два направления. Отличие предлагаемой схемы в использовании микроконтроллера (МК) с большим количеством выход- ных линий. Поскольку обмен интер- фейса определён для 1200 бод, допу- стимо отказаться и от кварцевого резонатора. Однако, в случае необхо- димости, выводов МК хватает для его использования. Далее в описании одинаковые функ- циональные элементы входных и выходных цепей разветвителя указы- ваются в скобках. На разъём XP3,4 (XP1,2; XP5,6) под- ключены линии с двумя проводами питания и двумя проводами интер- фейса RS-485. Микросхема U2 (U1, U3) типа RS-485 преобразует парные про- тивофазные входные сигналы в уров- ни логических сигналов =0= и =1=, кото- рые поступают на выводы 4 (13, 10) RA3 (RA0, RC0) микроконтроллера (МК) U4 (PIC16F630) [5]. Резисторы R7, R11 (R1, R3, R10, R13) формируют начальные уровни напря- жения для линий A, B интерфейса. Резисторы R9 (R2, R12) выполняют согласование с входным сопротивле- нием интерфейса. Все диоды в цепях А, B обеспечивают защиту от возможных импульсных наведённых напряжений. Сигнализацию обмена обеспечива- ют светодиоды D4, D6, D8, включён- ные через ограничительные резисто- ры R3, R5, R6. Для проверки работоспособности разветвителя предусмотрена кнопка теста S1. Если её нажать, то програм- ма в МК начинает выдавать в сторо- ну PK1 тестовую АТ-комбинацию на скорости 1200 бод, и, таким образом, приём этой комбинации подтвержда- ет исправность линии и схемы. Кроме того, светодиод сигнализирует о нали- чии питания на МК. Питание элементов выполняется через стабилизатор Q1 (78L05), при этом общий потребляемый ток схемы не превышает 10 миллиампер. Входные цепи А, B и резистор согла- сования включаются через штыревые перемычки на плате, что позволяет быстро «прозвонить» участки линии по сопротивлению обычным мульти- метром и определиться с неисправно- стью. Все компоненты схемы собраны на печатной плате и предназначены для монтажа входной линии под «винт». На рис. 3 представлены: слева – фото собранной печатной платы в прозрач- ном защитном боксе на объекте, спра- ва – 3D-модель той же платы. Печатная плата разработана в среде проектиро- вания DipTrace, проект доступен в ка талоге программ [3] и находится в фай- ле shema_vetvitel_rs485.zip . На печатной плате предусмотрена установка некоторых компонентов под два размера: DIP и SOIC. Все микросхе- мы устанавливаются через переходные колодки DIP-8 и DIP-14, что позволяет ремонтировать блок, модифицировать и изменять программное обеспечение и возможные функции использования. В печатной плате предусмотрены отверстия и «пустые» участки для уста- новки на DIN-рейку аналогично кон- струкции [2]. Программное обеспечение Для настройки разветвителя RS-485 используется программное обеспече- ние, представленное по адресу [3]. Про- грамма shema_vetvitel_rs485.exe подго- товлена на языке программирования FORTH [5]. Программа содержит все компоненты для программирования и модификации разветвителя RS-485, а также печатные платы и схемы. Программный код для МК формиру- ется при первом включении програм- мы и выборе режима «восстановле- ние всех файлов – компиляция нового кода». Для этого режима нажать клави- шу =4= после старта программы. Код формируется в папку povtoritel1_2_ rs485_16f630_v1 и подготовлен в двух файлах с расширением hex . После программирования МК при первом включении требуется выдать код «ATT» на скорости 1200 бод в разветвитель. Этот код выпол- няет настройку на выбранную ско- рость. Всего для ретрансляции без кварца доступно две скорости: 1200 и 2400 бод. Для других скоростей тре- буется использование кварцевого резонатора, поскольку максималь- ная частота работы МК без кварца не более четырёх мегагерц. Используется алгоритм ретрансли- рования по тактовым интервалам старт-стопной последовательности. В исходном состоянии проверяется последовательно уровень =1= от PK1, PK2, PK3 и нажатие кнопки теста. Как только любой из этих уров- ней установится равным =0=, это будет означать, что на соответствую- щем входе появился сигнал данных и начался стартовый интервал от соот- ветствующего PK или передача теста. Для используемой схемы разветвителя сигнал с разъёма PK1 ретранслируется на PK2 и PK3. Обратная ретрансляция выполняется только на PK1. Соответ- ственно, сигнал с PK2 передаётся толь- ко на PK1, и сигнал с PK3 также только на PK1. Сигнал теста передаётся тоже только на PK1. Рис. 3. Фото собранной платы разветвителя RS-485-1wire (слева) и её 3D-модель в DipTrace (справа)