利用 MAX3088 可以方便灵活地组建分布式选线装置的通信网路，是一种高速总线收 /发器。MAX3088RS485 收/发器结合了许多非常有用的接口特性和独特的创新技术：真正 的失效保护，±15kV 的 ESD 保护，软件可选的半/全双工方式，1/8 负载（总线上容许 最多挂接 256 个收/发器），3 种级别的摆率限制以及高达 10Mbps 的数据速率。这些器件 是符合 RS/485 规范，同时又提供了真正的失效保护输出的 RS/485 收/发器。
当一个 RS/485 总线被短路、开路或空闲时，总线差分电压将变为 0，这正好 落在 RS/485 标准规定的±200mV 门限电压的中间。这样，在 2 种故障状态下，或 者没有任何一个开启的驱动器驱动总线时，接收器输出状态将不确定。早些时候， 接口制造商曾试图通过在接收器输入端内置上拉电阻来解决这个问题，但这种方 法仅对开路故障有效。现在的尝试是将接收器门限偏移到 0～－0.5V。如果门限为
0，同样会导致不确定的输出，并且违反了 RS/485 标准，因为最低门限低于－200mV。 MAXIM 的 MAX3088 使上述 2 个问题迎刃而解。它具有精密的接收器门限范围：－ 50～－200mV——完全兼容于 RS/485 标准。它还能够保证在 0V 输入时，接收器输出逻 辑 1。
4.2.4 本课题所涉及到的硬件系统抗干扰措施
微机系统的可靠性是由多种因素决定的，其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的 重要指标。所以抗干扰设计是计算机应用系统研制中不可忽视的一个重要内容。 工业生产中的干扰一般都是以脉冲的形式进入微机，干扰窜入系统的渠道主要有三 条，即空间干扰（场干扰），通过电磁波辐射窜入系统；过程通道干扰，干扰通过与主 机相联的前向通道、后向通道及与其它主机的相互通道进入；供电系统干扰。一般情况 下空间干扰在强度上远小于其它两个渠道窜入的干扰。
抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源；切断干扰传播途径；提高敏感元件的抗干 扰性能。在硬件系统上主要考虑如下几方面： （一）电路板设计
合理设计系统电路板，能有效地切断干扰的传播途径和抑制干扰源，同时还可以提 高敏感元件(如 MCU、数字 IC、A/D、D/A 等容易被干扰的对象)的抗干扰能力。主要采取： (1) 电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号分区。尽可能使干扰源(如电机、 继电器)远离敏感元件。大功率器件尽量布置在电路板的边缘。
(2) 布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声；电源线和地线要尽量粗，除减小 压降外，更重要的是降低耦合噪声；连接线避免 90 度的折线，以减少高频噪声发 射。
(3) 不用的 MCU 管脚，特别是中断的入口，不要悬空，一般要通过上拉电阻接电源。 (4) 电路板上每个 IC 要并接一个 0.01uF～0.1 uF 的电容，以减少 IC 对电源的影响。 (5) 注意晶振布线，晶振与 DSP 引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离(圈)起来，晶振外 壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。
(6) 用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，最后接于电源地一点汇集， 呈“星形”状。 （二）电源
电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半。例如基准电源的波纹系数对 A/D 转换芯片的精度影响很大，普通的开关电源输出精度只有 1％（大于 50mV）,这样的误
差也已经使 12 位 A/D 转换的末尾三、四位转换结果毫无意义了。因此，应采用抗干扰 能力强、精度高的模块电源，以减少电源噪声对器件精度的影响。 （三）器件的选择
尽可能选用同一类型(例如都为 TTL 或都为 CMOS)的数字 IC，以提高芯片间的兼容性和匹配性；在满足速度要求前提下，尽量降低 MCU 的晶振频率和选用低速数字 IC，以 提高敏感元件的抗干扰性能。
(四)接口电路
接口电路的抗干扰，主要是抑制干扰源，即尽可能减少干扰源的 du/dt 和 di/dt。 减小 du/dt 最有效的方法是在干扰源的两端并联电容，而减小 di/dt 则是在干扰源回路 串联电感或电阻以及增加续流二极管等。 (1)输入/输出通道
对某些含有储能原件的器件和回路，必要时应在并接续流二极管，消除电流方向改 变时的反电势干扰对于开关量的输入，应通过光耦隔离来抑制干扰的侵入。 (2)A/D 过程通道
除了考虑外界干扰外，主要是消除地回路电流。措施是一点接地或采用信号隔离。 对有些传感器，必须接地以获得准确的测量值；若是较大的系统，一点接地是有局限性 的。最有效的方法是采用信号隔离器，切断地回路电流使信号线性地通过，且防止各通 道间串扰。 （五）复位电路
复位电路是容易受干扰的，因此,必须采取抗干扰能力较强的复位电路。单片机复 位的条件是：必须使 RST/VDP
或 RST 引脚加上持续两个机器周期（24 个振荡周期）的高
电平。如果时钟频率为 12MHz，每个机器周期为 1 微秒，则只需要 2 微秒以上的高电平， 在 RST 引脚出现高电平后的第二个周期执行复位。
上图所示的上电复位电路较之普通的 RC 复位电路，增加了反相器（施密特触 发器），避免了偶然信号造成的系统不意外复位，增强了抗干扰性能。 (六)控制系统的内外屏蔽结构
在微机测控系统内部，可使用对电磁波屏蔽强，厚度≥0.7mm 的镀锌铁板进行 电路板之间、电路板与电源之间和测量电路与高压控制电路之间的屏蔽。铁板与 电路板的地应绝缘，各屏蔽铁板应采用导电性能高的镀银导线与机壳地连接。在 微机测控系统的外屏蔽设计中，控制部分的机箱应尽可能选择安装方便的标准工 业级机箱的结构，有条件的还应采用双层屏蔽的机箱结构。 4.5 小结
本章先介绍了选线装置硬件系统的总体结构，然后着重从传感器及信号调理模块、 锁相功能模块和智能处理模块三个方面分别讲述了前置机的硬件构成。这部分是装置硬 件设计的主体内容，完成从信号的采集、预处理到总线通信、发送结果所有功能，为选 线软件的设计提供硬件基础。最后介绍了本装置中采用的一些硬件抗干扰措施。 4.3.1 总体框架
系统的软件设计是开发中的另外一个非常重要的部分。模块化、分层分级是软件设 计的基本思想，这样可以提高系统软件维护与升级的效率。采集节点的主要工作是进行 数据采集和发送；上位机功能是通过总线接收各个采集节点的数据，进行综合分析选线。
第三节 软件设计
