计算机串行通信的环路实现方案

    对于用户要求接口具有远距离（>1km）高速度（最高19200bps)通信能力，及工业现场的强抗干扰能力和噪声抑制能力，对于普通的RS232接口，采用点对点单线共地连接（Singleended），电平驱动方式，最大通信距离为15.25m，显然不能满足要求。因此考虑20mA电流环路驱动方式。电流环路与电平方式相比具有以一优点：

    电平方式 20mA电流环方式

    信号易衰减 信号不易衰减

    易受干扰 抗干扰能力强

    远距离，离频率 适合远距离高

    传输性能低下 速通信

    在本设计中，选用Motorola公司的光电耦合器TIL117进行信号变换和光电隔离。这样数据信息通过封闭的电流环路传递，这种电流环路的低阻传输通信方式对串入通信回路的干扰有很强的抑制能力。

    20mA电流环路接口通信方式示于图1。

    电路由下面两大部分构成：

    1.DC-DC变换器

    采用DC-DC模块将装置提供的+5V直流电压调节为±12V直流电压，为电流源提供驱动电压。

    2.信号变换器（电流环驱动器/接收器）

    信号变换器的电路示于图2。

    通信协议的选择通过SW1进行，见表1。

    本电流环接口板的发送（TD，DTR）和接收（RD）方均可工作在有源和无源两种方式下，通过选择接口板上的DIP开关SW2，可以在这两种方式之间切换，必须注意一点，对于通信的双方来讲，同一信号的发送和接收必须一方有源，且只能有一方有源。

表1 SW1设置

选择DIP开关SW2，可有4种通信方式，见表2。SW2设置见表3。

表2 SW2设置

表3 SW2设置

    "O"表示ON，空格表示OFF。
    本产品已开发成功，并在用户现场调试通过，现已进入量产阶段。