TSS721A在自动抄表系统中的应用
作者：清华大学热能工程系 常东来江亿来源：《电子技术应用》
摘要 介绍了一种新的仪表总线专用收发器芯片TSS721A的封装、基本功能以及应用电路连接。该收发器应用于自动抄表系统中，可使系统的实现大
为简化。
关键词 仪表总线收发器自动抄表系统
，
自动抄表系统Automatic Meter Reading System
AMRS 是一种不需要人员到达现场就能完成抄读各种计
量仪表工作的管理系统。在自动抄表系统中采用欧洲新型
总线结构——仪表总线，将使所组成的系统性能价格比大
为提高[1]。
采用新的仪表总线和相关技术的自动抄表系统具有一些
显著的优点：通讯媒介可采用普通双绞线，总线极性可互
换；可采用任意总线拓扑结构（星形、树形等），使系统
布线施工简单、扩展灵活；总线工作不受任何从机接口或
设备故障的影响；最大总线长度为1000公里（波特率≤9600波特时），并可以通过中继器扩大网络或系统的覆盖范围；可为用户计量仪表提供两种供电方式，即使停电也能保证系统正常工作；可满足现有所有的EMC、ESD、
EMI要求。
TSS721A是美国德州仪器公司1999
年初生产的一种用于仪表总线的专用收
发器芯片，将其应用于自动抄表系统
中，无疑使系统的性能价格比和可靠性
再次提高。本文结合应用对其加以介
绍。
１ TSS721A的功能
TSS721A是一种用于仪表总线的收发
器集成芯片。其内含的接口电路可以调
节仪表总线结构中主从机之间的电平，
可通过光电耦合器等隔离器件与总线连
接，同时该收发器由总线供电，对从机
不增加功率需求。外形采用16脚双列直插封装，将整个数据发送功能集成于一体，其内部功能框图如图1所示。芯片的外形封装如图2所示。表1为各个管脚功能的简单说明。
该芯片具有其它一些主要功能[2]：
①满足国际EN1434－3标准；
②具有动态电平识别的接收逻辑；
③通过电阻可调接收电流；
④无极性连接；
⑤防掉电功能；
⑥可提供3.3V稳压源；
⑦支持远程供电；
⑧半双工下可达9600波特率；
⑨支持UART协议；
⑩从机可由总线或后备电池供电；
只在数据传输时总线有效。
２数据传输模式
２．１数据由主机向从机传输
TSS721A在此模式下采用总线电压调制传输数据，而总线电流保持恒定。总线电压Vbus＝MARK（标识值）是由从机管脚BUSL1和BUSL2之间电压差定义的。主从机间距离会影响该电压差。为使接收与距离无关，将管脚SC上的动态参考电平引入电压比较器TC3，参见图3。连接在管脚SC上的电容Csc的充电电流Ischarge和放电电流Iscdischarge是不同的，一般有如下关系：
这个比例关系是独立于数据内容运行任意UART协议所必需的条件（例如，如果传输采用11位UART协议，当所传数据只有停止位为“1”，其它位都为“0”的情况），必须有足够的时间来对电容Csc进行再充电。电压比较器TC3检测来自主机的调制电压，并根据该电压VBUS ＝SPACE（空值）或MARK（标识值）来开关正端输出TX和反端输出TX1，以输出数据给从机。
２．２数据由从机向主机传输
TSS721A在此模式下使用总线电流
调制传输数据，而总线电压保持恒
定。芯片内电流源电流Ics3调制总线
电流，由主机检测调制电流。恒流源
CS3受输入RX或RX1控制，也可通
过外部电阻Rris调节。在调制过程中调制电路部分供电电流Ims和电流源电流Ics3一起流入内部电路 如图4所示。
因为TSS721A是半双工设计，所以来自RX或RX1的电流调制反复出现以作为对输出TX 或TX1的响应。如果主从机都要通过总线发送信息，则从机的TX和TX1上会出现表明数据碰撞的附加信号。仪表总线的拓扑结构要求每个连接的从机有恒定的电流消耗。
３ TSS721A的应用
通过对TSS721A收发器功能的全面了解，发现采用该收发器专用芯片可方便实现仪表总线，并且使设计者不再为总线上数据的传输操心，从而有更大的精力投入系统其它方面的工作。图5是TSS721A远程供电方式下电路连接。图6是TSS721A在自动抄表系统中的应用。