一种检测RS485电路驱动能力的方法及装置与流程

本发明涉及电路检测技术领域，特别涉及一种检测rs485电路驱动能力的方法。还涉及一种检测装置。

背景技术：

在电力行业中，自动抄表技术在电表应用中越来越流行，该技术为电表提供通信端口读取数据，而且大部分情况下通过远程读数方式便可完成自动抄表，对于电表应用来说既安全又节省了时间。实现自动抄表技术的关键是确保通信链路安全可靠，而rs485接口是电力常用的双线半双工通信接口。现有的rs485电路一般通过两光耦或三光耦控制驱动，对于其驱动能力的判断一直没有专门的检测仪器，在不拆开设备的情况下一般无法判断485电路是两光耦控制还是三光耦控制，从而无法判断电路的驱动能力。导致在工作的过程中存在种种不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一方面的目的是提供一种检测rs485电路驱动能力的方法。本发明的第二方面的目的是提供一种检测rs485电路驱动能力的装置。

本发明的第一方面的目的是通过以下技术方案实现的：

该种检测rs485电路驱动能力的方法，用于判断待测设备的485电路是否达到三光耦控制的驱动能力，其特征在于：通过待测设备的485电路的a、b口发送数据1，采用电压采集电路采集a、b端口的电压信号，对电压信号进行处理，通过与判断阈值进行比对或比较其量级判断是否达到三光耦控制的驱动能力。

特别地，在不对采集的电压信号进行放大处理的情况下，所述判断阈值为1v；在对采集的电压信号进行放大处理n倍的情况下，所述判断阈值为n伏，当大于该判断阈值时，其达到三光耦控制的驱动能力，当小于该判断阈值时，其不具备三光耦控制的驱动能力。

特别地，在不对采集的电压信号进行放大处理的情况下，电压信号为伏级时，其达到三光耦控制的驱动能力；电压信号为毫伏级时，其不具备三光耦控制的驱动能力。

特别地，对电压信号进行处理的步骤是将采集的电压信号经放大电路放大n倍后，再经rc滤波后得到的电压信号adc，再通过ad转换电路对adc进行ad转换，通过判断adc的幅值就能判断待测设备的485电路是否达到三光耦控制的驱动能力。

特别地，如果采集的电压信号经放大电路放大n倍后得到的电压信号超过了ad转换电路的采样最大值，则采用稳压电路对输入ad转换电路之前的电压信号进行稳压处理，稳压电路的取值范围小于ad转换电路的采样最大值。

本发明的第二方面的目的是通过以下技术方案实现的：

该种检测rs485电路驱动能力的装置，包括

控制单元，

通信单元，包括光耦和rs485芯片，用于控制单元和待测设备进行485通信；

电压采集单元，用于采集待测设备的a、b口电压信号并经处理后发送给控制单元，所述控制单元对电压信号进行ad转换后，通过转换后的电压信号的幅值判断待测设备的485电路是否达到三光耦控制的驱动能力。

特别地，所述电压采集单元由采样电阻和调理单元组成，所述调理单元包括运放电路、rc滤波电路和稳压电路。

特别地，所述采样电阻的阻值为375ω。

特别地，所述控制单元包括单片机、晶振和复位电路。

特别地，所述装置还包括与控制单元的信号输出端电联接的显示单元，所述显示单元采用段码式液晶屏，用于显示检测结果。

本发明的有益效果是：本申请采用的简单的原理来判断待测设备的485接口是两光耦控制还是三光耦控制，从而判断485电路的驱动能力，方法采用的检测电路原理明了，制造成本低廉，适用于绝大多数485通信的设备。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和前述的权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1是485两光耦控制的典型电路。

图2是485三光耦控制的典型电路。

图3是本发明检测电路的系统框图。

图标：1-检测电路；11-控制单元；12-通信单元；13-显示单元；14-电压采集单元；2-待测设备；21-485接口。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1所示为485两光耦控制的典型电路，其工作原理如下：

接收：默认没有数据时，tx为高电平，光耦e1截止，为低电平，收发器处于接收状态，ro接收数据有效。

发送：发送数据1时，tx为高电平，光耦e1截止，为低电平，收发器处于接收状态，驱动器的输出为高阻态，即发送端与a/b断开，此时a/b之间的电压就取决于a/b的上下拉电阻，因为a上拉到高电平，b下拉到低电平，也就实现了逻辑1；发送数据0时，tx为低电平，光耦e1导通，为高电平，收发器处于发送状态，由于di接地，即为低电平，驱动器输出逻辑0。

图2所示为485三光耦控制的典型电路。有专门的使能引脚en控制，当en控制为低电平时，发送禁止，接收有效；当en控制为高电平时，则发送有效，接收截止。

可以看到，在两光耦电路中，发送数据1时，收发器处于接收状态，电路依靠a/b的上下拉电阻实现逻辑1，因此驱动能力很弱。上下拉电阻一般为几十kω，假设均为20kω，485总线上挂了32个节点，每个节点的输入阻抗为12kω，那么等效阻抗为12000/32＝375ω。等效阻抗位于a/b之间，和上、下拉电阻进行分压，得到a/b间电压为为毫伏量级。同样的情况，如果采用三光耦设计，发送数据1时，收发器处于发送状态，驱动能力很强，即使等效阻抗低至54ω，a/b间压差至少也有1.5v，远大于0.046v。因此，本发明可以利用发送数据1时两种电路的a/b压差处于不同数量级这一特性来设计检测电路。

如图3所示的一种检测rs485电路驱动能力的方法，用于判断待测设备的485电路是否达到三光耦控制的驱动能力，通过待测设备的485电路的a、b口发送数据1，采用电压采集电路采集a、b端口的电压信号，然后对电压信号进行处理，通过与判断阈值进行比对或比较其量级判断是否达到三光耦控制的驱动能力。其中，检测电路1包括通信单元12、控制单元11、电压采集单元14、显示单元13；待测设备2包括485接口21.

具体而言，阈值比对是指如果在不对采集的电压信号进行放大处理的情况下，判断阈值为1v；在对采集的电压信号进行放大处理n倍的情况下，判断阈值为n伏，当大于该判断阈值时，其达到三光耦控制的驱动能力，当小于该判断阈值时，其不具备三光耦控制的驱动能力。

量级判断是指在不对采集的电压信号进行放大处理的情况下，电压信号为伏级时，其达到三光耦控制的驱动能力；电压信号为毫伏级时，其不具备三光耦控制的驱动能力。

对电压信号进行处理的步骤是将采集的电压信号经放大电路放大n倍后，再经rc滤波后得到的电压信号adc，再通过ad转换电路对adc进行ad转换，通过判断adc的幅值就能判断待测设备的485电路是否达到三光耦控制的驱动能力。

如果采集的电压信号经放大电路放大n倍后得到的电压信号超过了ad转换电路的采样最大值，则采用稳压电路对输入ad转换电路之前的电压信号进行稳压处理，稳压电路的取值范围小于ad转换电路的采样最大值。

实施例

检测电路主要由控制单元、电压采集单元、通信单元和显示单元组成，其系统框图如图3所示。控制单元通过通信单元与待测设备进行485通信，电压采集单元采集485接口的电压输出到控制单元，控制单元先对电压信号进行ad转换，然后分析数据，得到检测结果，并将结果输出到显示单元。

本实施例中，控制单元11主要包括单片机、晶振和复位电路，单片机内部存储有计算机程序，可执行指令以实现所述的检测方法，晶振为单片机系统提供基准时钟信号，复位电路接在单片机的复位引脚上，当单片机受到意外干扰或程序跑飞时可以按下复位按键，让单片机重新初始化后运行。

通信单元主要包括光耦和rs485芯片，用于控制单元和待测设备进行485通信。

电压采集单元由采样电阻r和调理单元组成。采样电阻r阻值为375ω，调理单元由运放电路(放大倍数10倍)、rc滤波电路和5v稳压电路组成。若待测设备由两光耦控制，当待测设备发送数据1时，485接口电压为毫伏级别，经过调理单元的运放电路放大、rc滤波后得到电压信号adc，输出到控制单元进行分析；若待测设备由三光耦控制，当待测设备发送数据1时，485接口电压至少为1.5v，经过运放电路放大、rc滤波和5v稳压电路后得到电压信号adc。1.5v电压放大10倍后超过了控制单元ad采样的最大值，因此需要通过5v稳压电路将电压稳定至5v输出给控制单元。控制单元通过判断adc的幅值就能检测待测设备是由两光耦还是三光耦控制，例如若adc大于4v，是三光耦控制，小于5v则是两光耦控制。

显示单元13可采用段码式液晶屏，用于显示检测结果。

通过本发明的检测电路和方法可以实现485接口是由两光耦还是三光耦控制的检测，从而判断rs485电路的驱动能力。检测结果主要用于技术人员对设备的选型。例如对于485总线需要挂多个节点或通信速率较高的项目，技术人员可根据检测结果选择驱动能力较强的三光耦控制设备，以提高通信成功率。事实上，即使鉴别不出是两光耦还是三光耦控制也没关系，只要能鉴别出电路的驱动能力是强还是弱，是否能应用于带载重的场合就行了，这才是本发明的最终目的。技术人员可根据检测结果，结合项目实际情况对设备进行选型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。