1.3 信号转接器的工作原理

　　在信号传输过程中,RS-485采用平衡传输模式,能够在较低误码率下进行远距离传输且性能可靠。要形成一个有效的输出,两条传输线A、B之间的压差大于1.5V即可。而在RS-485的接收器端,两传输线A、B的输入差异只需要0.2V,即如果A至少比B高0.2V,则接收器即认为它是逻辑“1”;如果B至少比A高出0.2V,则接收器即认为它为逻辑“0”;如果A、B之间的压差小于0.2V,则这个逻辑电平属于没有定义,接收器收到这个电压将要发出一个错误代码。

　　由于交通信号机倒计时信号的传输符合RS-485协议,每个信号机用两根信号线来传输倒计时信息,所以转换器要将多台信号机的倒计时传输线按照要求有选择地和倒计时牌的传输线进行连接,以此来显示指定信号机的倒计时信息。

　　在现有的实验室中,共有四台信号机,按照设计功能要求,信号转接器通过按键的处理来选择信号机,将相应信号机输出的倒计时信号和倒计时灯的接收线连接起来。交通信号机倒计时信号转换器原理图如图2所示。

　　2 转接器的设计

　　在转接器的设计中,利用多路选择器芯片来实现转接,这就要考虑所传输信号的特征。交通信号机的倒计时信号要遵循RS-485协议、接收器的输入电阻RIN≥12kΩ、驱动器能输出±7V的共模电压,同时输入端的电容≤50pF,选取多路选择模拟开关MAX309。为了操作方便,选用四个按钮控制转接器,同时需要有对按键去抖动的处理电路以及连接开关按钮与多路选择器开关的逻辑电路。因此,设计的转接器主要由多路选择器开关、按键处理电路、逻辑电路以及电源|稳压器模块几个部分组成。

　　2.1核心器件MAX309

　　MAX309是MAXIM公司的一种精密、双四通道的高性能CMOS模拟多路开关,通过两位逻辑选择双四通道的开关,±15V双电源供电,可以满足RS-485输出±7V共模电压的电平要求;它的接通电阻为100Ω,漏电流1nA,导通速率0.225μs,并采用ESD保护,因此它是一种低功耗四路RS-422/RS-485接收器。MAX309逻辑示意图如图3所示。

　　2.2 信号机转接器电路设计

　　模拟多路开关是利用两位逻辑来控制的,而四个信号机需要四个按键来控制,这样连接四个按键和两位逻辑之间需要进行转换。信号机转接器的电路如图4所示,由按键、逻辑电路和MAX309组成。