低成本RS-485自收发电路的参考设计
RS485串行通信电路设计
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RS485串行通信电路设计RS485是一种常见的串行通信协议,广泛应用于工业自动化、仪器仪表、电力系统等领域。
RS485通信具有高可靠性、抗干扰能力强、通信距离远等特点,因此在一些需要长距离、高可靠性的通信场景中得到广泛应用。
本文将针对RS485串行通信电路的设计进行详细介绍。
首先,我们需要了解RS485通信的基本原理。
RS485采用差分信号传输,即发送端将逻辑0和逻辑1分别表示为低电平和高电平,接收端通过比较接收到的两个信号的电平差值来判断传输的是0还是1、差分信号传输具有较强的抗干扰能力,可以有效地抵抗电磁干扰和串扰。
除了收发芯片,RS485通信电路还需要考虑其他一些因素。
首先是电源电压的选择,一般RS485通信电路的电源电压为5V,但也可以根据实际需求选择其他电压。
其次是控制信号的设计,通常需要使用一个使能信号来控制发送和接收的开关。
此外,还要考虑阻抗匹配和信号线的布线,通常使用120欧姆电阻进行阻抗匹配,并尽量避免信号线与电源线、高电压线等干扰源的靠近。
在实际设计中,我们可以参考以下步骤进行RS485串行通信电路的设计:1.确定通信距离和通信速率:根据实际需求确定通信的最远距离和传输速率,这将影响到电路设计的一些参数。
2.选择收发芯片:根据通信距离和速率的要求,选择合适的收发芯片,并根据其规格书进行电路连接和布线。
3.设计电源电路:确定电源电压和电流,并设计相应的电源电路,通常需要增加滤波电容来提高电源的稳定性。
4.控制信号设计:根据收发芯片的要求设计使能信号和其他控制信号的接口电路。
5.阻抗匹配和信号线布线:根据通信距离和速率要求,选择合适的阻抗匹配电阻,并良好地布线,以减少干扰和串扰。
6.电路测试和优化:完成电路设计后,进行测试和优化,检查通信稳定性和可靠性,并根据需要进行一些调整和改进。
总之,RS485串行通信电路设计是一个相对复杂的过程,需要考虑多个因素的综合。
通过仔细设计和优化,可以实现稳定、可靠的串行通信。
自动收发转换的RS485接口电路及测试电路
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自动收发转换的RS485接口电路及测试电路
图l所示的虚线框中为接口电路,通过对真值表进行分析,其发送和接收过程为:
当发送端DI=O时,DE/RE=1发送O电平,接收端RO=O;当发送端DI=1时,DE/RE=0,VA=VB=2.5V,接收端由于上拉电阻的作用RO=1。
在此接口电路的TXo端加入1kHz的TTL方波对电路进行测试。
未加入120Ω端电阻时,接口芯片的485-A和485-B脚都有约50μs的电压变化过程,如图2所示。
接收端Ro波形的上升沿有明显的延迟约30~40μs(和数据发送端DI比较),造成很大的传输误差;加入120Ω端电阻时,延迟明显缩小,约
3μs。
此电路在发送高电平时,发送器处于高阻状态,总线上所有接口处于接收状态,总线是空闲的,允许其他接口发送数据,因此容易引入总线冲突。
特别是连续发送高电平比特时,发送器处于高阻状态的时间越长,引入总线冲突的几率就越大。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。
RS485收发的3种典型电路-重点-自动收发电路
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RS485收发的3种典型电路-重点-自动收发电路三种常用电路如下:1、基本的RS485电路上图是最基本的RS485电路,R/D为低电平时,发送禁止,接收有效,R/D 为高电平时,则发送有效,接收截止。
上拉电阻R7和下拉电阻R8,用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态,提供网络失效保护,提高RS485节点与网络的可靠性,R7,R8,R9这三个电阻,需要根据实际应用改变大小,特别是使用120欧或更小的终端电阻时,R9就不需要了,此时R7,R8使用680欧电阻。
正常情况下,一般R7=R8=4.7K,R9不要。
图中钳位于6.8V的管V4,V5,V6,都是为了保护RS485总线的,避免受外界干扰,也可以选择集成的总线保护原件。
另外图中的L1,L2,C1,C2为可选安装原件,用于提高电路的EMI性能.2、带隔离的RS485电路根本原理与基本电路的原理相似。
使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出,用于向RS485收发器提供+5V电源。
电路中的光耦器件速率会影响RS485电路的通信速率。
上图中选用了NEC 的光耦PS2501,受其影响,该电路的通讯速率控制在19200bps下。
3、自动切换电路上图中,TX,RX引脚均需要上拉电阻,这一点特别重要。
接收:默认没有数据时,TX为高电平,三极管导通,RE为低电平使能,RO收数据有效,MAX485为接收态。
发送:发送数据1时,TX为高电平时,三极管导通,DE为低电平,此时收发器处于接收状态,驱动器就变成了高阻态,也就是发送端与A\B 断开了,此时A\B之间的电压就取决于A\B的上下拉电阻了,A为高电平、B为低电平,也就成为了逻辑1了。
发送数据0时,TX为低电平,三极管截止,DE为高电平,驱动器使能,此时正好DI是接地的,也就是低电平,驱动器也就会驱动输出B 为1,A为0,也就是所谓的逻辑0了。
理解自收发的作用,关键是要理解RE和DE的作用,尤其是DE为0时,驱动器与A\B之间就是高阻态,也就是断开状态,而且A\B都要有上下拉电阻。
rs485总线典型电路图
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rs485总线典型电路图
RS485电路全体上能够分为隔绝型与非隔绝型。
隔绝型比非隔绝型在抗搅扰、体系安稳性等方面都有更超卓的体现,但有一些场合也能够用非隔绝型。
咱们就先讲一下非隔绝型的典型电路,非隔绝型的电路十分简略,只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O操控口联接就能够。
如图1所示:
图1、典型485通讯电路图(非隔绝型)
当然,上图并不是无缺的485通讯电路图,咱们还需求在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻;在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。
基地的R16是匹配电阻,通常是120Omega;,当然这个详细要看你传输用的线缆。
(匹配电阻:485悉数通讯体系中,为了体系的传输安稳性,咱们通常会在榜首个节点和究竟一个节点加匹配电阻。
所以咱们通常在方案的时分,会在每个节点都设置一个可跳线的120Omega;电阻,至于用仍是不必,由现场人员来设定。
当然,详细怎样区别榜首个节点仍是究竟一个节点,还得有待现场的专家们来答复呵。
)TVS咱们通常选用6.8V的,这个咱们会在后边进一步的解说。
RS-485规范界说信号阈值的上下限为plusmn;200mV。
即当A-
B200mV时,总线状况应标明为1;当A-Blt;-200mV时,总线状况应标明为0。
但当A-B在plusmn;200mV之间时,则总线状况为不断定,所以咱们会在A、B线上面设上、下拉电阻,以尽量防止这种不断定状况。
一种rs485串口自动收发控制及指示电路的制作方法
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一种rs485串口自动收发控制及指示电路的制作方法RS485串口是一种常用的通信协议,常用于远距离通信和多节点通信。
为了实现对RS485串口的自动收发控制及指示,可以设计一个电路来实现。
下面将介绍一种制作RS485串口自动收发控制及指示电路的方法。
首先,我们需要准备以下材料和工具:1. RS485模块2. Arduino开发板3. MAX485芯片4.逻辑门电路芯片5. LED灯6.电阻、电容等相关元件7.连接线、焊锡工具等制作步骤如下:1.首先,我们将RS485模块和Arduino开发板连接起来。
将RS485模块的A、B线分别连接到Arduino开发板的串口引脚,如A线连接到TX引脚,B线连接到RX引脚。
同时,还需要将RS485模块的GND引脚和Arduino开发板的GND引脚连接起来,以确保电路的接地。
2.接下来,我们需要添加MAX485芯片。
将MAX485芯片的VCC和GND引脚连接到电源上,确保其正常工作。
然后,将MAX485芯片的A、B线分别连接到RS485模块的A、B线上。
此时,RS485模块的A、B线通过MAX485芯片和Arduino开发板相连接。
3.然后,我们需要添加逻辑门电路芯片。
逻辑门电路芯片的作用是控制RS485模块的发送和接收功能。
我们将逻辑门电路芯片的引脚与Arduino开发板的引脚相连接。
具体连接方式可以根据所使用的逻辑门电路芯片而定,通常需要将逻辑门电路芯片的控制引脚连接到Arduino开发板的某个数字引脚上,以实现对RS485模块的控制。
4.接下来,我们需要添加LED灯来指示RS485模块的发送和接收状态。
我们将LED灯的阳极(长脚)连接到逻辑门电路芯片的输出引脚上,将LED灯的阴极(短脚)连接到电源的负极上,以实现对LED 灯的控制和指示。
5.最后,我们需要添加一些电阻、电容等相关元件来保护电路和改善信号质量。
具体的元件数值和连接方式可以根据实际需求而定,在这里不作详细介绍。
RS485收发的三种常用电路
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RS485 收发的三种常用电路
三种常用电路如下:
1、基本的RS485 电路
上图是最基本的RS485 电路,R/D 为低电平时,发送禁止,接收有效,
R/D 为高电平时,则发送有效,接收截止。
上拉电阻R7 和下拉电阻R8,用于保证无连接的SP485R 芯片处于空闲状态,提供网络失效保护,提高RS485 节点与网络的可靠性,R7,R8,R9 这三个电阻,需要根据实际应用改变大小,特别是使用120 欧或更小的终端电阻时,R9 就不需要了,此时R7,R8 使用680 欧电阻。
正常情况下,一般R7=R8=4.7K,R9 不要。
图中钳位于6.8V 的管V4,V5,V6,都是为了保护RS485 总线的,避免
受外界干扰,也可以选择集成的总线保护原件。
另外图中的L1,L2,C1,C2 为可选安装原件,用于提高电路的EMI 性能.
2、带隔离的RS485 电路
根本原理与基本电路的原理相似。
使用DC-DC 器件可以产生1 组与微处。
RS-485接口电路设计完全指南
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和其它任何系统设计一样,必须习惯性的考虑故障应对措施,不论这些故障是自然产生还是因 环境诱导产生。对于工厂控制系统,通常要求对极端噪声电压进行防护。485提供的差分传输机 制,特别是宽共模电压范围,使得485对噪声具有一定的免疫力。但面对复杂恶劣环境时,其免 疫力可能不足。有几种方法可以提供保护,最有效的方法是通过电流隔离,后面会讨论这个方 法。电流隔离能够提供更好的系统级保护,但是价格也更高。更流行并且比较便宜的方案是使 用二极管保护。使用二极管方法代替电流隔离是一种折衷方法,在更低层次上提供保护。外接 二极管和内部集成瞬态保护二极管的例子如下图所示:
在数据通讯系统中,隔离是指多个驱动器和接收器之间没有直接电流流通。隔离变压器为系统 提供电源,光耦或数字隔离器件提供数据隔离。电流隔离可以去除地环流,抑制噪声电压。因 此,使用这种技术可以抑制共模噪声,降低其它辐射噪声。
举一个例子,图9显示了过程控制系统的一个节点,通过485链路连接数据记录器和主计算机。
2.3.2 失效保护 许多485应用也要求提供失效保护,失效保护对于应用层是很有用的,需要仔细考虑并充分理 解。
在任何多个驱动器/接收器共用同一总线的接口系统中,驱动器大多数时间处于非活动状态,这 个状态被称为总线空闲状态。当驱动器处于空闲状态时,驱动器输出高阻态。当总线空闲时,
沿线电压处于浮空状态(也就是说,不确定是高电平还是低电平)。这可能会造成接收器被错 误地触发为高电平或低电平(取决于环境噪声和线路浮空前最后一次电平极性)。显然,这种 情况是不受欢迎的。在接收器前面需要有相关电路,将这种不确定状态变成已知的、预先约定 好的电平,这称之为失效保护。此外,失效保护还要能防止因短路而引起的数据错误。
低功耗RS485网络设计
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低功耗RS-485网络设计Uwe Brockelmann Ted Salazar MAXIM 集成产品公司如果你知道在减小功耗的同时如何维持良好的传输特性那末设计RS—485网络时降低功率消耗就变成一件简单的事情本文讨论涉及到的事实技巧等都有助于你实现上述目标工业建筑自动化控制系统均包含各种各样的数据采集设备通过一个中央控制器采集器把数据传送到每个用户或其它处理单元或反之数据装载器或读表器是这类设备的典型代表RS—485标准为这类数据收发定义了一种近乎理想的数据传输链它利用一对双绞线电缆实现所有采集器的互连由于在一个RS—485网络中许多数据采集或收集器属于小型手持式电池供电设备因此必须采取省电措施以延长这些设备的电池寿命基于同样道理省电对于利用RS—485接口把数据下载到主机的手持设备及其它应用场合同样重要如果你对RS—485不熟悉的话请参阅附录RS—485历史及描述表1. RS-485RS-422标准RS-422RS-485 工作模式差动差动允许的收发器数目 1 Tx, 10 Rx 32 Tx 32 Rx最大电缆长度 4000英尺 4000英尺最高数据速率10Mbps 10Mbps 最小驱动输出电压范围±2V ±1.5V最大驱动输出电压范围±5V ±5V最大输出短路电流150mA 250mA驱动器输出阻抗100Ω 54Ω接收器输入灵敏度±200mV ±200mV接收器最小输入阻抗4kΩ 12kΩ接收器输入电压范围±7V -7V to +12V接收器输出逻辑高>200mV >200mV接收器输出逻辑低<200mV <200mV功率消耗到何处静态电流I Q是反映收发器功率消耗大小一个显著指标在当今收发器中I Q已被减小许多表2把工业标准的双极性收发器75176与各种低功耗CMOS收发器的静态电流进行了对比表 2. 各种RS-485 收发器的静态电流比较PART I Q(驱动器关闭)I Q(驱动器使能)关闭模式电流最高数据速率MAX3471 2.8µA 83µA N/A 64kbps MAX1483 20µA 55µA 0.1µA 250kbpsMAX3088(SRL = GND)420µA 475µA 1nA 10Mbps SN75ALS17626mA 30mA N/A 35Mbps 反映功耗大小另一参数是当RS-485收发器在无负载连接驱动器使能输入交流信号的条件下其电流消耗大小RS-485在任何情况下都必须避免输出开路而驱动器在每次发送数据期间都会使输出级发生瞬时短路现象它在同一时刻导通两个输出晶体管共同导通现象会使电源电流产生一个尖峰当然采用一个大容量的电容可以平滑该尖峰结果使得其电流均方根随数据速率的增大而达到其最大值对于MAX1483而言该最大电流大约为15mA当一个标准的RS—485收发器外挂最小负载后包括RS-485两个匹配电阻两个失效保护电阻就可以测量其电源电流随数据速率变化的关系曲线图2说明了MAX1483在下列条件下其I CC 与数据速率的关系外接电阻560Ω/120Ω/560Ω如图1所示VCC =5V DE=/RE=V CC 电缆长度为100英尺如图2所示即使数据速率很低电源电流也增大到将近37mA 而这主要是由于引入了匹配电阻和失效保护电阻所致下面将证明采用不同的匹配方式以及如何实现失效保护在低功耗应用中的重要性关于失效保护将在下节说明而关于匹配的详细描述请见章节匹配技巧失效保护众所周知当RS-485接收器输入端电压介于-200mV~+200mV 时输出处于不确定状态即如果半工结构RS-485收发器的差动输入电压为0V 而线上又无其它驱动器使能或由于连线不好导致输出开路则该接收器既可能输出逻辑1也可能输出0而且其几率相同为了保证在上述错误情况下输出一个确定值当今大多数RS-485收发器都需要外接失效保护电阻其中在线A 接一上拉电阻在线B 接一下拉电阻如图1所示以往在大多数方案中该失效保护电阻选取560Ω不过为了减小功耗有人将该失效保护电阻增大到将近1.1K Ω(当只需要一端匹配时)部分设计工程师则采用1.1K Ω~2.2K Ω的电阻在电缆两端进行匹配然而增大该电阻虽然减小了电流消耗但却降低了系统抗干扰能力为了避免采用外部偏置电阻收发器生产厂商首先在芯片内部给接收器提供偏置电阻上拉或下拉不过它仅在检测输出开路时有效对于终端匹配电缆由于这类伪失效保护收发器内置的上拉电阻比匹配电阻大几个数量级上拉效果很微弱因此还是难以使接收器输出一个确定值通常这种内置失效保护电阻的收发器仅对不需要终端匹配的电缆有效因此其它一些厂商为了省掉外部电阻又试图把接收器门限范围变为0~-0.5V 但这违背了RS-485标准有鉴于此MAXIM 公司开发了MAX3080MAX3471系列产品它们把上述两个问题都很好地解决了这类收发器通过定义一个更精确的接收器门限范围-50mV~+200mV 从而消除对偏置电阻的需求同时又不违背RS-485标准当接收器输入0V 电压时它们保证输出逻辑高电平进一步讲当发生开路或短路情况时这些接收器能够保证输出一种确定值如何节省功率如表2所示不同的收发器汲取的静态电流差别可能很大因此进行省电设计时首先应该选择低功耗器件譬如MAX3471当发送关闭时仅消耗2.8µA电流数据速率可达64Kbps由于收发器功耗在数据发送期间增加因此节省功耗的第二步就是通过软件实现短电码发送数据使发送器长时间处于接收状态以最短化发送占空比典型的串行发送的电码格式或数据结构如表3所示表3. 串行发送的电码格式控制位地址位数据位检验位控制位由于一个挂接单位负载32个可寻址器件的RS-485系统包含下列各比特位5比特地址位8比特数据位起始位全帧停止位全帧奇偶校验位可选择循环码校验位CRC可选择因此其发送数据的最短长度为20比特然而在实际过程中基于信息发送的安全性考虑还必须发送附加信息诸如数据长度发送地址方向等等结果使得电码长度可能增长到255个字节即2040比特表4. 采用MAX1483作为驱动器时电码长度与消耗的电流电码长度每秒一次每10秒一次每60秒一次20 bit 25.3µA 20.5µA 20.1µA 100 bit 61.1µA 24.1µA 20.7µA 255 byte 560.4µA 74µA 29µA虽然通过增加电码长度可以增强数据发送安全性但它却是以占用总线时间和消耗更多功率为代价当以200Kbps速率来传送20比特的数据时需要占用例如100µs的时间如果采用MAX1483以200kbps速率每秒发送一次则MAX1483消耗的平均电流为(100µs*53mA + (1s - 100µs)* 20µA)/1s = 25.3µA.当一个收发器处于空闲模式时必须关闭它的驱动器以最小化功率消耗表4以MAX1483为例给出了电码长度与RS-485接口电流消耗多少之间的关系当然对于采用定时轮检技术或在两次发送期间有较长固定休眠时段的系统可以通过关闭收发器进一步限制功率消耗除了从软件方面考虑之外硬件电路也为降低功耗提供了很大的余地图3比较了当收发器使能在1000英尺长的电缆发送方波信号时各种不同的器件消耗电流的大小其中75ALS176和MAX1483在总线每一端均采用标准的560Ω/120Ω/560Ω电阻匹配网络而真正的失效保护器件MAX3080和MAX3471在总线每端仅采用了一个120Ω的匹配电阻由图可见消耗的电源电流变化范围很大从12.2mA(MAX3471V CC=3.3V时)增大到70mA(75ALS176)因此如果你选择具有失效保护功能的低功耗器件时马上可将功耗降低许多这是由于它们取消了连接到地或到电源的偏置电阻再次强调当你选择RS—485接收器时一定要选择那些当差动接收线短路或开路时接收器逻辑输出电平是一个确定值的产品因为它省掉了两个高耗能偏置电阻匹配技巧如前所述终端电阻可以消除因阻抗不匹配而产生的反射干扰不过其代价是更多消耗功率其影响见表5表中列出了各种收发器发送使能在下列条件下消耗的电流大小无外挂电阻只有终端匹配电阻同时外接终端匹配电阻和失效保护偏置电阻表5. 采用终端匹配电阻和失效保护偏置电阻会增加电流消耗SN75ALS176MAX3471MAX3088MAX1483I VCC (no RT)60µA 517µA 74µA 22mA48mA19.5mA22.5mAI VCC (RT =120) 24mAI VCC (RT = 560-120-560)42mA N/A N/A 70mA无终端电阻减小功耗的第一种办法就是取消终端匹配电阻不过这种方案只适合短距离低速率传输在此条件下在数据信号达到接收器之前反射信号已消失根据经验如果信号的上升时间至少比信号在电缆通道单方向传输延迟时间长3倍则可以采用不加终端电阻方法利用该准则按照下列步骤可以计算出不加终端匹配电阻时电缆的最大长度第一步首先查找到信号在电缆中传输速率—通常由电缆厂商提供该参数以光速真空中c=3X108的百分比表示对于标准的绝缘型PVC电缆内部为24号AWG双绞线其典型速率为8英寸/ns第二步对于RS-485收发器从其产品资料查找出其最小的上升时间t r min例如MAX3471的上升时间为750ns第三步将最小上升时间除以4对于MAX3471有t r min/4=750/4=187.5ns第四步计算不需要采用匹配电阻时能可靠传输信号电缆的最大长度187.5ns/8英寸/ns=125英尺因此MAX3471在125英尺无电阻匹配的电缆中以64kbps速率收发数据时可以保持良好的传输性能图4说明了当用100英尺长无电阻匹配电缆替换1000英尺长具有两个120Ω终端匹配电阻的电缆后MAX3471的功耗巨减很多采用RC网络匹配乍看采用RC匹配完全能够阻断直流信号但是当你仔细分析后会发现采用这种方法需要附加很多条件如图5所示匹配网络由电阻R与电容C串联跨接在接收器输入端A B两端虽然可以保证R总是等于电缆的特征阻抗Z0但选择C时却破费心思这是因为虽然电容C的容值越大匹配越好容许通过的信号的频率成分越多反射越小但同时需要的电源峰值电流越大更不幸地是电缆越长C取值越大进一步加重电源负担在参考文献中你可以找到关于电容C取值详细的计算公式通篇文章都在讨论如何在消耗较小电流情况下选择一个优化的C信号的平均电压是另外一个经常被忽略的参量除非信号的平均电压达到直流平衡否则直流台阶效应将使信号产生明显的抖动从而引入中间符号干扰总之用RC 网络匹配虽然可以有效地减小电流消耗但会破坏信号质量由于RC 匹配有如此之多的条件限制因此大多数情况下减小电流消耗更好的办法就是不进行匹配肖特基二极管匹配当受到功耗限制时肖特基二极管提供了另外一种终端连接方法与前面介绍的方法不同的是它并不打算与电缆线匹配而是简单地把反射信号引起的过压或欠压信号进行钳位其结果是总线或接收器输入端电压信号被限制在V CC +V FD 二极管正向导通电压或GND-V FD 范围内由于肖特基二极管仅在电压过冲时起作用因此它们消耗很少一点能量相反采用电阻匹配时无论加不加失效保护电阻都一直在消耗电流图6说明利用肖特基二极管消除反射时应怎样连接虽然该终端连接法不具有失效保护功能但如果选用了如MAX3080MAX3471这类收发器可以使你实现上述功能在众多类型的二极管中肖特基二极管特性最接近理想二极管零正向导通电压零导通时间零反向恢复时间正是由于它的这种价值才引起人们极大兴趣用来替换在功耗紧张系统中的匹配电阻欠缺的是肖特基二基管匹配法不能消除RS-485/422系统中所有的反射信号因为一旦反射信号减弱到低于二极管正向导通电压其能量就不再受终端二极管的影响且会一直在电缆中存在直到其能量被电缆消耗殆尽为止无论怎样对于幅度流m A敏感的接收器来说这种驻留干扰都是一个问题采用肖特基二极管终端连接法一个主要缺陷是其成本问题由于每根终端线需要两个二极管而RS-485/422总线采用差动方式因此需要的二极管数目还要再加倍如图6所示而多终端二极管总线匹配方式在实际应用中并非少见虽然肖特基二极管匹配在RS-485/422系统中有许多优点但节能是其中最主要和最重要的特性如图7所示由于采用这种方法满足了RS-485网络所有条件因此无须进行计算除此之外它可以在不增加重通讯总线负担的情况下改善信号传输质量结速语在高速长距离通讯的RS-485系统中由于需要终端匹配电阻因此很难实现低功耗不过在此应用场合如果采用具有真正失效保护功能的收发器即使仍需要终端匹配电阻还是可以节省许多功率因为它们取消了耗能型失效保护偏置电阻另外依靠软件对数据通讯结构优化让发送器在数据发送完毕之后进入关闭模式或关闭驱动器能进一步减小功率消耗对于传输速率较低通讯距离较短的应用场合功率消耗差别可能很大当在一对100英尺长的电缆以60kbps速率传输数据时若采用75ALS176及120Ω电阻终端匹配时消耗的电源电流高达70mA相反如果采用MAX3471在同样条件下消耗的电源电流仅为2.5mA附录RS-485发展历史及概述RS-485标准是由两个行业协会共同制订和开发的即EIA—电子工业协会和TIA—通讯工业协会EIA曾经在它所有标准前面加上RS前缀英文Rcommended standard的缩写因此许多工程师一直延用这种名称不过EIA/TIA已正式用EIA/TIA取代RS以明确其标准起源目前RS-485各种扩展或增补版本标准已得到广泛应用RS-485标准与RS-422标准有许多共同之处正是这种原因许多工程师经常将它们搞混表1对两者进行了比较其中RS-485定义为双向半双工数据传输是EIA/TIA唯一一个容许多个接收器和发送器连接到同一总线的标准另一方面EIA/TIA-422规定总线上只容许一个单向发送器和多个接收器RS-485反向兼容RS-422标准反之则不然静电保护ESD虽然RS-485和RS-422系统中差动信号通道为噪声环境中传输数据提供了可靠的信道甚至差动接收器还能抑制大的共摸电压但是为了防止静电这类较高压对器件的损伤必须采用不同类型的保护措施由于人体相当于一个充满电荷的电容因此即使手碰一下IC也可能将其损坏而这种情况很容易发生在安装RS—485电缆过程中为了避免这种损坏出现MAXIM在其接口IC增加了ESD保护结构这种结构可以保护发送器的输出端或接收器的输入端在高达±15KV静电电压时不会被损坏为了保证器件满足ESD保护详细技术规范MAXIM以200V的步长在-15KV~+15KV范围内对收发器施加静电然后测试器件是否能够正常工作凡是通过这种规范化人体模式和IEC-4-2标准测试的器件MAXIM都会在器件号之后增加一个后缀E数据速率和驱动负载RS-485/422驱动器的负载均以单位负载大小进行量化单位负载定义为一个标准的RS-485接收器的输入阻抗12KΩ根据RS-485标准一个标准的RS-485驱动器可以驱动32个单位负载32个12KΩ负载并联然而对于某些类型的接收器其输入阻抗可能比12KΩ高例如48KΩ1/4单位负载或更高96KΩ1/8的单位负载相应地单个RS-485总线上可挂接多达128个或256个这种接收器当然在同一总线上你还可以挂接不同种类的接收器不过必须保证总负载不超过32个单位即总的并联阻抗不低于375Ω高速率引起的后果传输速率越高要求驱动器输出电压摆率越高而摆率越高产生的电磁干扰越强EMI因此部分RS-485收发器通过限制摆率以减小EMI干扰另外较低的摆率还有助于控制由于快速响应高数据速率或长电缆引起的反射干扰最小化反射基本方法就是采用终端电阻匹配电缆的特征阻抗对于通常的RS-485电缆而言一对24AWG 双绞线需要在电缆两端挂接120Ω匹配电阻。
一种rs485串口自动收发控制及指示电路的制作方法
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一种rs485串口自动收发控制及指示电路的制作方法1.简介本文介绍了一种使用r s485串口进行自动收发控制及指示的电路制作方法。
通过该方法,可以实现在r s485通信网络中的自动收发控制,并通过指示电路显示数据传输状态。
2.材料准备-1块A rd ui no板-1块r s485串口模块-1块指示灯模块-杜邦线若干-板子、面包板等电子元件安装基础工具3.硬件连接将r s485串口模块与A rd ui no板进行连接。
连接方法如下:-将rs485模块的VC C引脚连接至A rd ui n o的5V引脚-将rs485模块的GN D引脚连接至A rd ui n o的GN D引脚-将rs485模块的A/B引脚连接至A rd ui n o的相应数字引脚-将指示灯模块的正极连接至Ar du in o的数字引脚-将指示灯模块的负极连接至Ar du in o的G ND引脚4.程序编写使用Ar du in oI DE进行程序编写,保证Ar d ui no板已连接到计算机。
//引入RS485通信库#i nc lu de<S of tw are S er ia l.h>//定义相应引脚#d ef in eR SP in A2#d ef in eR SP in B3#d ef in eL ed Pi n4//创建So ft wa re Ser i al对象S o ft wa re Se ri al RS485S er ia l(RS Pi nA,R SP in B); v o id se tu p(){//初始化串口和指示灯引脚R S485S er ia l.be gin(9600);p i nM od e(Le dP in,OU T PU T);}v o id lo op(){i f(R S485Se ri al.av a il ab le()){i n td at a=RS485S eri a l.re ad();//等待数据接收完成d e la y(100);//指示灯闪烁d i gi ta lW ri te(L edP i n,HI GH);d e la y(500);d i gi ta lW ri te(L edP i n,LO W);}//延迟一段时间后再次检查d e la y(500);}5.运行测试1.将A rd ui no板连接至计算机,并上传程序。
RS485收发器两种典型电路(转帖)
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RS485收发器两种典型电路(转帖)标签:单片机串行通信485RS485收发器两种典型电路(转帖)RS-485 接口电路RS-485 接口电路的主要功能是:将来自微处理器的发送信号TX通过“发送器”转换成通讯网络中的差分信号,也可以将通讯网络中的差分信号通过“接收器”转换成被微处理器接收的RX 信号。
任一时刻,RS-485收发器只能够工作在“接收”或“发送”两种模式之一,因此,必须为RS-485接口电路增加一个收/发逻辑控制电路。
另外,由于应用环境的各不相同,RS-485 接口电路的附加保护措施也是必须重点考虑的环节。
下面以选用SP485R芯片为例,列出RS-485 接口电路中的几种常见电路,并加以说明。
1.基本RS-485 电路图1为一个经常被应用到的SP485R芯片的示范电路,可以被直接嵌入实际的RS-485应用电路中。
微处理器的标准串行口通过RXD 直接连接SP485R 芯片的RO引脚,通过TXD直接连接SP485R 芯片的DI 引脚。
由微处理器输出的R/D 信号直接控制SP485R 芯片的发送器/接收器使能:R/D信号为“1”,则SP485R 芯片的发送器有效,接收器禁止,此时微处理器可以向RS-485 总线发送数据字节;R/D 信号为“0”,则SP485R芯片的发送器禁止,接收器有效,此时微处理器可以接收来自RS-485 总线的数据字节。
此电路中,任一时刻SP485R 芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1个处于工作状态。
连接至A 引脚的上拉电阻R7、连接至B 引脚的下拉电阻R8用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态,提供网络失效保护,以提高RS-485节点与网络的可靠性。
RS-232 RS-485接口智能收发转换器设计
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RS-232/RS-485接口智能收发转换器设计作者:李敏文章来源:电子设计应用摘要:介绍一种将RS-232接口转换为RS-485接口的智能转换器,该转换器采用串口窃电技术获取电源,采用单片机技术实现了数据收发流向的自动控制。
文中给出了转换器的硬件电路及软件设计方法。
关键词:接口转换串口窃电低功耗现代工业企业,由于自动化设备众多,往往采用局域网控制形式,而利用RS-485接口组网简单,成本低廉,且通信距离可满足一般工业应用,因此获得了广泛应用,但一般的微机系统或工业自动化设备,如PLC,智能化仪表等,往往仅具有RS-232接口,因此实现RS-232接口与RS-485接口的转换,就具有重要的实际意义。
传统的做法是在原设备内扩展一个通信适配卡,由该卡实现RS-232→RS-485接口的转换。
采用接口转换卡存在着以下几方面的问题:⑴由于各设备采用的总线结构不同,转换卡的通用性较差;⑵占用原系统的软硬件资源较多;⑶硬件复杂,成本高,尤其对一些硬件结构紧凑或无法改动原设备软硬件资源的自动化设备,使该方案根本无法实施。
针对上述情况,我们设计了一种小巧的无须外部供电的智能收发转换器,实现了RS-232和RS-485接口间的智能转换。
转换器系统构成本智能转换器作为一个独立的电平转换控制器,主要完成电源获取、RS-232电平与RS-485电平间的转换及实现数据流向的自动控制,其系统构成框图如图1所示:图1 系统构成框图由于本收发器要从标准RS-232接口上获取电源,而RS-232接口可提供的电源功率又十分有限,所以如何降低转换器的功率消耗是本设计的重点。
为降低功耗,本转换器均选用新型低功耗器件。
电源电路本转换器采用串口窃电的方法从RS-232接口获取电源,并经DC/DC电路转换为+3V电源供给单片机及接口电平转换芯片使用。
标准RS-232接口中有三个发送信号,即数据终端准备好DTR,请求发送RTS和发送数据TXD。
低成本485中继器的原理与设计
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低成本485中继器的原理与设计大多数做过485总线的工程师对该总线的通讯距离都感觉不尽人意,因其在截面积达1平方毫米的RVVP铜芯线上,最多只能跑1200米。
要想更远的距离,若采用提高导线的截面积和使用RVSP 双绞屏蔽线的方法,即使将导线截面积加粗1倍也不能让通讯距离提高1倍。
因此,提高485通讯距离最经济的方法是使用485中继器,对总线信号进行放大和隔离。
本文将介绍两款低成本的采用不同方式完成的RS-485中继器。
一、采用纯硬件方式电路原理如图1所示:图1收发器U1和U2的数据发送端和接收端被接成“拥抱”(甲输入接乙输出,乙输入接甲输出)模式,其收、发状态受控于“可再触发单稳多谐振荡器”U3A和U3B;U3A的触发端(1脚)与U2的数据接收端(1脚)相连接,U3B的触发端(9脚)与U1的数据接收端相连接,工作原理如下:左边的485总线1与右边的485总线2在物理上是独立的,空闲状态下,这2根总线间没有数据传送,经R8、C3(R10、C4)时间常数后,U3A与U3B都回到稳定状态(Q端为低、/Q端为高),控制收发器U1和U2都处在接收状态。
当U1先收到数据时,U1的1脚跳变为低电平,触发U3B,使U3B的状态发生改变(Q端变高、/Q端变低),Q端(5脚)变高后,使U2进入发送状态;/Q端(12脚)变低后,使U3A稳定在初始状态下,保证U1稳定接收数据,并将接收下来的数据送往U2,由U2将数据向右边的485发送出去。
同理,当U2先接收到数据时,可由U1将数据向左边的485发送出去。
值得一提的是:R8、C3时间常数应根据不同的数据传输率进行适当调整,使其略大于1个字节数据传输的时间即可;另外,两个字节之间的通信时间间隔也要略大于1个字节数据传输的时间;本图所示参数可满足速率不大于100K下的数据传输。
总结:由于采用电阻电容组成延时电路,电阻或电容本身的误差或运行一段时间后电子器件老化产生的误差及温度的变化,都会影响延时的准确性,再者这种中继器要求两个字节之间的通信时间间隔必须大于一个字节数据的通信时间才能确保不丢失数据,因此降低了通信速率;可应用于通讯数据量不太大、收发器数量不太多(一般不超过24个)的场合。
RS-485接口电路的硬件设计
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RS-485接口电路的硬件设计1)总线匹配。
总线匹配有两种方法,一种是加匹配电阻,位于总线两端的差分端口V A与VB之间应跨接120Ω匹配电阻,以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声,有效地抑制了噪声干扰。
但匹配电阻要消耗较大电流,不适用于功耗限制严格的系统。
另外一种比较省电的匹配方案是RC 匹配,利用一只电容C 隔断直流成分,可以节省大部分功率,但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。
除上述两种外还有一种采用二极管的匹配方案,这种方案虽未实现真正的匹配,但它利用二极管的钳位作用,迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的,节能效果显著。
2)RO及DI端配置上拉电阻。
异步通信数据以字节的方式传送,在每一个字节传送之前,先要通过一个低电平起始位实现握手。
为防止干扰信号误触发RO(接收器输出)产生负跳变,使接收端MCU进入接收状态,建议RO外接10kΩ上拉电阻。
3)保证系统上电时的RS-485芯片处于接收输入状态。
对于收发控制端TC建议采用MCU引脚通过反相器进行控制,不宜采用MCU引脚直接进行控制,以防止MCU 上电时对总线的干扰。
4)总线隔离。
RS-485总线为并接式二线制接口,一旦有一只芯片故障就可能将总线“拉死”,因此对其二线口V A、VB与总线之间应加以隔离。
通常在V A、VB与总线之间各串接一只4~10Ω的PTC电阻,同时与地之间各跨接5V的TVS二极管,以消除线路浪涌干扰。
如没有PTC电阻和TVS二极管,可用普通电阻和稳压管代替。
5)合理选用芯片。
例如,对外置设备为防止强电磁(雷电)冲击,建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片,对节点数要求较多的可选用SIPEX的SP485R。
485通讯电路设计分析
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485通讯电路设计分析1.RS-485由来RS-485标准是由两个行业协会于1983年共同制订合开发的,即EIA-电子工业协会和TIA-通讯工业协会。
EIA开始时在它所有的标准前加上“RS”前缀(推荐标准Recommended standard 的缩写)。
这个名称一直延用至今,现在EIA-TIA 已正式用“EIA/TIA”取代“RS”以明确其来源。
修订后命名为TIA/EIA-485-A。
不过我们还是习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来。
两者是工业应用中最成功的标准。
而RS-422是一个差分标准,是为了弥补RS-232的不足提出来的,改进了RS-232通讯距离短和速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到了10Mbps,在速率低于1000Kbps时传输距离延长到4000英尺,并且允许在一条平衡线上连接最多10个接收器,可以说RS-422是一种单机发送、多机接收的单向传输规范。
RS-485是在RS-422的基础上,为了扩展应用范围和通讯能力,增加了多点、双向通信能力,也就是说,允许多个发送器连接到同一条总线上,同时,增加了发送器的驱动能力和通讯冲突的保护特性,通过差分传输扩展总线的共模范围。
RS-485满足了所有的RS-422规范,但反之则不成立。
2.RS-485规范RS-485实质上是一个电气接口规范,它只规定了平衡驱动器合接收器的电特性,而没有规定插件、传输电缆与及通信协议。
只是对应于七层模型中的物理层。
3.RS-485的接口规范特点:●平衡传输、差动工作模式●多点通信●驱动器带载最小输入电压:±1.5V ●驱动器带载最大输入电压:±5V●最大输出短路电流:250mA ●驱动器输出阻抗:54Ω●接收器输入门限:±200mV●接收器最小输入阻抗:12KΩ●-7V至+12V总线共模范围●最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)●接收器输出逻辑高:>200mV ●接收器输出逻辑低:<200mV●最大总线负载:32个单位负载●允许收发器数目:32Tx 、32Rx●最大传输速率:10Mbps ●最大电缆长度:4000英尺(约1.2千米)RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)的通讯链路,提供了高噪声抑制、高的传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的通信平台。
低成本485中继器的原理与设计
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低成本485中继器的原理与设计大多数做过485总线的工程师对该总线的通讯距离都感觉不尽人意,因其在截面积达1平方毫米的RVVP铜芯线上,最多只能跑1200米。
要想更远的距离,若采用提高导线的截面积和使用RVSP 双绞屏蔽线的方法,即使将导线截面积加粗1倍也不能让通讯距离提高1倍。
因此,提高485通讯距离最经济的方法是使用485中继器,对总线信号进行放大和隔离。
本文将介绍两款低成本的采用不同方式完成的RS-485中继器。
一、采用纯硬件方式电路原理如图1所示:图1收发器U1和U2的数据发送端和接收端被接成“拥抱”(甲输入接乙输出,乙输入接甲输出)模式,其收、发状态受控于“可再触发单稳多谐振荡器”U3A和U3B;U3A的触发端(1脚)与U2的数据接收端(1脚)相连接,U3B的触发端(9脚)与U1的数据接收端相连接,工作原理如下:左边的485总线1与右边的485总线2在物理上是独立的,空闲状态下,这2根总线间没有数据传送,经R8、C3(R10、C4)时间常数后,U3A与U3B都回到稳定状态(Q端为低、/Q端为高),控制收发器U1和U2都处在接收状态。
当U1先收到数据时,U1的1脚跳变为低电平,触发U3B,使U3B的状态发生改变(Q端变高、/Q端变低),Q端(5脚)变高后,使U2进入发送状态;/Q端(12脚)变低后,使U3A稳定在初始状态下,保证U1稳定接收数据,并将接收下来的数据送往U2,由U2将数据向右边的485发送出去。
同理,当U2先接收到数据时,可由U1将数据向左边的485发送出去。
值得一提的是:R8、C3时间常数应根据不同的数据传输率进行适当调整,使其略大于1个字节数据传输的时间即可;另外,两个字节之间的通信时间间隔也要略大于1个字节数据传输的时间;本图所示参数可满足速率不大于100K下的数据传输。
总结:由于采用电阻电容组成延时电路,电阻或电容本身的误差或运行一段时间后电子器件老化产生的误差及温度的变化,都会影响延时的准确性,再者这种中继器要求两个字节之间的通信时间间隔必须大于一个字节数据的通信时间才能确保不丢失数据,因此降低了通信速率;可应用于通讯数据量不太大、收发器数量不太多(一般不超过24个)的场合。
485通信自动收发电路
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485通信自动收发电路普通的485电路,除了“用RXD连接485芯片的RO引脚、用TXD连接485芯片的DI引脚”,还会用一个单片机的普通IO引脚连接到RE、DE引脚上。
当单片机要发送数据的时候,控制CTRL为高电平,数据通过TXD发送出去。
当单片机要接收数据的时候,控制CTRL为低电平,数据通过RXD接收回来。
然而,自动收发,就是不用单片机引脚CTRL,当数据进来的时候,数据会自动通过RXD到单片机,当需要发送数据时,自动通过TXD发送出去。
也就是只需要连接单片机的RXD和TXD引脚就可以,无需用单片机引脚连接485芯片的DE RE 引脚。
今天,我们只研究这一种我经常用的。
很多人,都会使用这个电路,但是不知道其中的原理。
所以今天我来给大家解释一下其中的工作原理,详细到每个元器件。
电阻R1的作用:RXD连接电阻R1到485芯片的RO,这里R1的作用是限流,保护引脚。
R1的大小,可以选择330欧、470欧、560欧、1K。
电阻R2、R3和三极管Q1:电阻R2、电阻R3和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。
R3是限流电阻,最好选择4.7K,也可以选择10K。
R2是上拉电阻,可以选择4.7K,也可以选择10K。
R3为什么最好选择4.7K,我之前写过一篇文章,详细的提到过,主要是你需要了解三极管工作在放大区、截至区和饱和区的特点。
NPN三极管,高电平导通,这个大家都知道。
当TXD高电平,三极管导通,RE DE引脚接地,进入接收模式。
当TXD低电平,三极管截止,RE DE引脚接高电平,进入发送模式。
电容C1:C1是电源旁路电容,作用是给485芯片提供一个干净的电源,使它稳定的工作。
你在设计电路板的时候,如果芯片没有特殊要求,需要把每个芯片旁边放上一个0.1微法电容。
在PCB布线的时候,电容到电源引脚的距离最好在2mm以内。
电阻R4和R5:R4是下拉电阻,接到B上。
R5是上拉电阻,接到A上。
为什么要这样做,下面会讲,现在还不是时候,请继续往下看。
分享一个RS485收发自动切换的电路,直接用TXD信号通过NPN
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分享一个RS485收发自动切换的电路,直接用TXD信号通过
NPN
分享一个RS485收发自动切换的电路,直接用TXD信号通过NPN三极管反向控制485芯片的收发信号脚。
这个电路可以节省一个端口,编程也可以省很多事情。
网上很多老铁们说这个电路会降低通讯波特率,我实测效果很好,115200速率下工作很稳定,很多485芯片支持最高的速率也就这个水平。
下面看看这个电路是如何做到收发自动切换的。
首先看接收数据的控制。
串口空闲的时候,TXD是1,经过三极管反向后为0,因此485芯片处于接收状态,也就是说不发送数据时,485芯片总是处于接收状态,解决了接收的问题。
再看看发送是如何控制的。
当发送0时,TXD为0,经过三极管取反后为1,485芯片为发送状态,可以将0发送出去。
当发送1时,TXD为1,经过三极管取反后为0,485芯片处于接收状态,分析到这里的时候,昨天我们在办公室里面,有小伙伴就说发送不了1,但是实际是可以的,大家认为呢。
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RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。
但是,在工业控制等现场环境中,情况复杂,常会有电气噪声干扰传输线路;在多系统互联时,不同系统的地之间会存在电位差,形成接地环路,会干扰整个系统,严重时会造成系统的灾难性损毁;还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。
因此,对RS-485接口的隔离是非常有必要的。
ADM2483是一款集成了信号通道隔离和RS-485收发器的芯片。
以单芯片实现了对RS-485接口的隔离,电路连接简单,设计方便,性能上远高于繁琐的光耦隔离485电路设计。
在某些系统应用中,由于I/O口数量有限,因此我们希望半双工的RS-485收发器能够实现自收发功能,以节省用于控制RE与DE的两路I/O端口。
目前,实现这一功能的主流方案是采用74HC14芯片。
下面,我们采用74HC14与ADM2483实现RS-485接口的信号隔离自收发设计。
硬件电路
隔离RS-485接口电路
之前我们经常采用的485接口隔离电路是利用三个光耦隔离收发及控制信号,加上485收发器共需要4片IC,且采用光耦隔离需要限流及输出上拉电阻,必要时还会使用三极管驱动。
设计电路繁琐,耗费时间长,如果没有之前使用光耦的经验,那么在选用光耦限流及输出上拉电阻方面会耗费很多不必要的时间;且光耦的输出信号上升时间较长,在与数字I/O端口相接时,需另加施密特整形才能保证信号的波形符合标准,如在FPGA、DSP等系统中的应用。
ADM2483是内部集成了磁隔离通道和485收发器的芯片,内部集成的磁隔离通道原理与光耦不同,在输入输出端分别有编码解码电路和施密特整形电路,确保了输出波形的质量。
且磁隔离功耗仅为光耦的1/10,传输延时为ns级,从直流到高速信号的传输都具有超越光耦的性能优势。
内部集成的低功耗485收发器,信号传输速率可达500Kbps,后端总线可支持挂载256个节点。
具有真失效保护、电源监控以及热关断功能。
要实现隔离RS-485接口的电路设计只需在ADM2483的电源与地之间接一个104的去耦电容即可。
当然,DC-DC隔离电源是必不可少的。
其电路连接如下图:
RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。
但是,在工业控制等现场环境中,情况复杂,常会有电气噪声干扰传输线路;在多系统互联时,不同系统的地之间会存在电位差,形成接地环路,会干扰整个系统,严重时会造成系统的灾难性损毁;还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。
因此,对RS-485接口的隔离是非常有必要的。
ADM2483是一款集成了信号通道隔离和RS-485收发器的芯片。
以单芯片实现了对RS-485接口的隔离,电路连接简单,设计方便,性能上远高于繁琐的光耦隔离485电路设计。
在某些系统应用中,由于I/O口数量有限,因此我们希望半双工的RS-485收发器能够实现自收发功能,以节省用于控制RE与DE的两路I/O端口。
目前,实现这一功能的主流方案是采用74HC14芯片。
下面,我们采用74HC14与ADM2483实现RS-485接口的信号隔离自收发设计。
信号自收发电路
信号自收发电路我们采用74HC14芯片,利用它的施密特波形翻转性能来控制RE、DE引脚,以实现信号的自收发。
其电路连接如下图(未完):
如图所示,MCU的发送信号经过施密特触发器反向后输给DE和RE脚,发送数据引脚TxD接地。
当有高电平信号发送时,经反向变为低电平信号,DE/RE引脚输入为低电平,使发送驱动器禁止,总线为高阻状态,此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。
当有低电平信号发送时,经反向变为高电平信号,DE/RE引脚输入为高电平,使发送驱动器工作,由于TxD引脚端接地,为低电平,这样就将低电平发送至总线。
本参考设计仅为实现RS-485接口的自收发功能,在实际应用中,应根据使用情况作出相应的修改。
此收发电路也有不足之处,当在连续发送高电平时,ADM2483的DE/RE引脚处于接收状态,所以,此时的发送端和接收端都处于接收状态,这时的总线是空闲状态,是允许各节点发送数据的,因此一般在主从式的网络结构中采用此方法。
在网络上也有不同的几种实现RS-485收发器自收发的方案,分别有以下几种:
利用三极管反向原理实现
电路如下图:
当不发送数据时,TxD信号为高电平,经V1反向后使ADM2483处于接收状态。
当发送数据时,TxD为高时,经V1反向,使发送驱动器禁止,总线为高阻状态,此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。
TxD为低时,经V1反向,使发送驱动器工作,由于TxD引脚端接地,为低电平,这样就将低电平发送至总线。
采用这种电路时,需要程序保证不同时进行接收和发送的操作。
利用555定时器,其原理于以上电路类似,电路图如下:
555定时器为边沿触发,当TxD发送高电平时,555定时器OUT引脚输出低电平,当TxD发
送低电平时,555定时器OUT引脚输出高电平,当TxD转为高电平时,OUT引脚输出的高电平状态会延迟一会再转入低电平,以确保发送数据的正确性。
采用74HC14和RC电路实现,此电路是对单纯使用74HC14实现自收发电路的改进,增加了RC 充放电电路,减少总线处于空闲状态的时间,电路如下图:
当TxD信号为高电平,则通过电阻为电容充电,其充电时间为T,该时间应设置为串口发送一个字节所需要的时间,由R,C参数来确定。
当电容充满后,则DE/RE为低电平,使ADM2483处于接收状态。
在发送数据时,TxD起始位产生第一个下降沿,使电容经过二极管进行快速放电,使DE/RE很快变为高电平,ADM2483处于发送状态。
在发送过程中,当TxD变成高电平时,电容通过电阻缓慢充电,使DE/RE仍然保持在发送状态,可有效吸收总线上的反射信号。
当RC充电结束,使DE/RE转入接受状态时,总线上的上拉、下拉电阻将维持TxD高电平的发送状态,直至整个bit 发送结束。
当数据发送完毕以后,TxD变为高电平,RC又开始充电,即经T时间后,ADM2483又转换为接收状态。