摘　要: 介紹了一種新的儀表總線專用收發(fā)器芯片TSS721A的封裝,、基本功能以及應(yīng)用電路連接。該收發(fā)器應(yīng)用于title="自動抄表">自動抄表系統(tǒng)中,，可使系統(tǒng)的實現(xiàn)大為簡化,。
　　關(guān)鍵詞: 儀表總線 收發(fā)器 自動抄表系統(tǒng)

　　自動抄表系統(tǒng)(Automatic Meter Reading System，AMRS)是一種不需要人員到達現(xiàn)場就能完成抄讀各種計量儀表工作的管理系統(tǒng),。在自動抄表系統(tǒng)中采用歐洲新型總線結(jié)構(gòu)——儀表總線,，將使所組成的系統(tǒng)性能價格比大為提高^[1]。
　　采用新的儀表總線和相關(guān)技術(shù)的自動抄表系統(tǒng)具有一些顯著的優(yōu)點：通訊媒介可采用普通雙絞線,，總線極性可互換,；可采用任意總線拓撲結(jié)構(gòu)(星形、樹形等),，使系統(tǒng)布線施工簡單,、擴展靈活；總線工作不受任何從機接口或設(shè)備故障的影響,；最大總線長度為1000公里(波特率≤9600波特時),，并可以通過中繼器擴大網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的覆蓋范圍；可為用戶計量儀表提供兩種供電方式,，即使停電也能保證系統(tǒng)正常工作,；可滿足現(xiàn)有所有的EMC、ESD,、EMI要求,。
　　TSS721A是美國德州儀器公司1999年初生產(chǎn)的一種用于儀表總線的專用收發(fā)器芯片，將其應(yīng)用于自動抄表系統(tǒng)中,，無疑使系統(tǒng)的性能價格比和可靠性再次提高,。本文結(jié)合應(yīng)用對其加以介紹。
1 TSS721A的功能
　　TSS721A是一種用于儀表總線的收發(fā)器集成芯片,。其內(nèi)含的接口電路可以調(diào)節(jié)儀表總線結(jié)構(gòu)中主從機之間的電平,，可通過光電耦合器等隔離器件與總線連接，同時該收發(fā)器由總線供電,，對從機不增加功率需求,。外形采用16腳雙列直插封裝，將整個數(shù)據(jù)發(fā)送功能集成于一體,，其內(nèi)部功能框圖如圖1所示,。芯片的外形封裝如圖2所示。表1為各個管腳功能的簡單說明。

　　該芯片具有其它一些主要功能^[2]：
　?、?滿足國際EN1434－3標準,；
　　② 具有動態(tài)電平識別的接收邏輯,；
　?、?通過電阻可調(diào)接收電流；
　?、?無極性連接,；
　　⑤ 防掉電功能,；
　?、?可提供3.3V穩(wěn)壓源；
　?、?支持遠程供電,；
　　⑧ 半雙工下可達9600波特率,；
　?、?支持UART協(xié)議,；
　?、?從機可由總線或后備電池供電；
　　只在數(shù)據(jù)傳輸時總線有效,。

2 數(shù)據(jù)傳輸模式
2.1 數(shù)據(jù)由主機向從機傳輸
　　TSS721A在此模式下采用總線電壓調(diào)制傳輸數(shù)據(jù),，而總線電流保持恒定?？偩€電壓V_bus＝MARK(標識值)是由從機管腳BUSL1和BUSL2之間電壓差定義的,。主從機間距離會影響該電壓差。為使接收與距離無關(guān),，將管腳SC上的動態(tài)參考電平引入電壓比較器TC3,，參見圖3。連接在管腳SC上的電容C_SC的充電電流I_SCcharge和放電電流I_SCdischarge是不同的,，一般有如下關(guān)系：
　　

　　這個比例關(guān)系是獨立于數(shù)據(jù)內(nèi)容運行任意UART協(xié)議所必需的條件(例如,，如果傳輸采用11位UART協(xié)議，當(dāng)所傳數(shù)據(jù)只有停止位為“1”,，其它位都為“0”的情況),，必須有足夠的時間來對電容C_SC進行再充電。電壓比較器TC3檢測來自主機的調(diào)制電壓,，并根據(jù)該電壓V_BUS＝SPACE(空值)或MARK(標識值)來開關(guān)正端輸出TX和反端輸出TX1,，以輸出數(shù)據(jù)給從機。
2.2 數(shù)據(jù)由從機向主機傳輸
　　TSS721A在此模式下使用總線電流調(diào)制傳輸數(shù)據(jù)，而總線電壓保持恒定,。芯片內(nèi)電流源電流I_CS3調(diào)制總線電流,，由主機檢測調(diào)制電流。恒流源CS3受輸入RX或RX1控制,，也可通過外部電阻R_RIS調(diào)節(jié),。在調(diào)制過程中調(diào)制電路部分供電電流I_MS和電流源電流I_CS3一起流入內(nèi)部電路、如圖4所示,。

　　因為TSS721A是半雙工設(shè)計,，所以來自RX或RX1的電流調(diào)制反復(fù)出現(xiàn)以作為對輸出TX或TX1的響應(yīng)。如果主從機都要通過總線發(fā)送信息,，則從機的TX和TX1上會出現(xiàn)表明數(shù)據(jù)碰撞的附加信號,。儀表總線的拓撲結(jié)構(gòu)要求每個連接的從機有恒定的電流消耗。
3 TSS721A的應(yīng)用
　　通過對TSS721A收發(fā)器功能的全面了解,，發(fā)現(xiàn)采用該收發(fā)器專用芯片可方便實現(xiàn)儀表總線,，并且使設(shè)計者不再為總線上數(shù)據(jù)的傳輸操心，從而有更大的精力投入系統(tǒng)其它方面的工作,。圖5是TSS721A遠程供電方式下電路連接,。圖6是TSS721A在自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用。

參考文獻
1 Designing Applications for the MeterBus.Texas Instruments Company Applications Report,、1994
2 TSS721A METER－BUS TRANSCEIVER.Texas Instruments Incorporated,，April，1999