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技术文章—轻松完成阻隔式SPI通讯

监测和控制不同的系统需要能够直接访问传感器和驱动器,最好是从一个中心位置,采用标准化通信方法(例如串

监测和操控不同的体系需求能够直接拜访传感器和驱动器,最好是从一个中心方位,选用标准化通讯办法(例如串行外设接口(SPI))进行拜访。SPI是一种同步串行数据总线,协助设备和中心操控单元之间进行长间隔的数据交换。通讯操作遵照主从准则,是全双工的。SPI接口包括三行:SDI、SDO和SCK。

SPI通讯办法适用的线缆间隔不超越10米,通讯间隔更长时,一般需求用到中继器,这是由于跟着线缆添加,其线缆阻抗相应添加,由此导致信号衰减。然后有必要再次扩大信号。与此一起,线路会取得更高的信噪比(SNR)。可利用ADI公司供给的isoSPI通讯接口IC LTC6820 等器材来读取这些信号。

得益于该器材的创新式规划,能够运用双绞线电缆和适用的变压器来增强电气阻隔,由此相对轻松地最大化SPI通讯。

由于工业环境一般比较恶劣,所以需求运用电气阻隔通讯部件来维护用户免受危险电压影响,一起保证体系的可靠性。此外,尽管偶然会呈现共模电压,阻隔也能够协助完成准确丈量。因而,要将输入级与体系的其他级分隔开来,一起依然完成衔接,阻隔栅的运用就十分要害。

图1显现了一切从服务器怎么受一个主服务器操控。主服务器和从服务器能够是微操控器或ADC,一般经过本身的SPI接口与传感器或微操控器衔接。因而,LTC6820能够在两个彻底电气阻隔的器材之间完成SPI通讯所需的双向数据传输。它将来自主服务器的SPI信号编码为速率最高1 Mbps的差分信号,然后经过电气阻隔栅和双绞线传输。到了电缆另一端之后,差分信号再次由LTC6820接纳并解码为SPI信号,然后再路由到从服务器总线。LTC6820还供给驱动信号经过阻隔栅所需的电流。这些电流经过外部电阻,调整为契合体系要求的值,例如所需的线缆长度、SNR和抗扰度。 

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图1.阻隔式SPI接口,经过共用的主操控器来操控多个电路板(从操控器)。

可是请注意,尽管运用了SPI中继器,数据速率仍是有限的,取决于电缆长度。例如,图1中运用100米CAT5电缆的电路的数据速率仅为0.5 Mbps左右,是LTC6820所能供给的1 Mbps最大值的一半(见图2)。

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图2.运用CAT5电缆时,数据速率与电缆长度的联系。

经过运用isoSPI通讯IC,能够简化远间隔阻隔传输SPI通讯信号电路的复杂性,由于能够省去传统电路一般需求的很多组件。此外,运用LTC6820能够完成最长100米的通讯间隔(在工业设置中并不罕见)。LTC6820还可轻松完成菊花链使用(一个主操控器操控多个从操控器)。并且,该器材十分合适电池监测体系使用,这是由于电池监测体系包括部分或许存在爆破危险的充电单元(例如,锂离子电池),需求施行电气阻隔通讯

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