提高RS485總線(xiàn)可靠性及故障處理方法

　　對于由MCU結合RS485微系統組建的測控網(wǎng)絡(luò )，應優(yōu)先采用各微系統獨立供電方案，最好不要采用一臺大電源給微系統并聯(lián)供電，同時(shí)電源線(xiàn)(交直流)不能與RS485信號線(xiàn)共用同一股多芯電纜。RS485信號線(xiàn)宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線(xiàn)而不是平直線(xiàn)。對于每個(gè)小容量直流電源選用線(xiàn)性電源LM7805比選用開(kāi)關(guān)電源更合適，當然應注意LM7805的保護。

　　(1)LM7805輸入端與地應跨接220~1000μF電解電容;

　　(2)LM7805輸入端與輸出端反接1N4007二極管;

　　(3)LM7805輸出端與地應跨接470~1000μF電解電容和104pF獨石電容并反接1N4007二極管;

　　(4)輸入電壓以8~10V為佳，最大允許范圍為6.5~24V?？蛇x用TI的PT5100替代LM7805，以實(shí)現9～38V的超寬電壓輸入。

　　5.光電隔離

　　在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現場(chǎng)情況十分復雜，各個(gè)節點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但當共模電壓超過(guò)RS485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于-7V時(shí)，接收器就再也無(wú)法正常工作了，嚴重時(shí)甚至會(huì )燒毀芯片和儀器設備。

　　解決此類(lèi)問(wèn)題的方法是通過(guò)DC-DC將系統電源和RS485收發(fā)器的電源隔離;通過(guò)光耦將信號隔離，徹底消除共模電壓的影響。實(shí)現此方案的途徑可分為：

　　(1)用光耦、帶隔離的DC-DC、RS485芯片構筑電路;

　　(2)使用二次集成芯片，如PS1480、MAX1480等。

　　6.RS485系統的常見(jiàn)故障及處理方法

　　RS485是一種低成本、易操作的通信系統，但是穩定性弱同時(shí)相互牽制性強，通常有一個(gè)節點(diǎn)出現故障會(huì )導致系統整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷。故向讀者介紹一些維護RS485的常用方法。

　　(1)若出現系統完全癱瘓，大多因為某節點(diǎn)芯片的VA、VB被電源擊穿，使用萬(wàn)用表測VA、VB間差模電壓為零，而對地的共模電壓大于3V，此時(shí)可通過(guò)測共模電壓大小來(lái)排查，共模電壓越大說(shuō)明離故障點(diǎn)越近，反之越遠。

　　(2)總線(xiàn)連續幾個(gè)節點(diǎn)不能正常工作。一般是由其中的一個(gè)節點(diǎn)故障導致的。一個(gè)節點(diǎn)故障會(huì )導致鄰近的2～3個(gè)節點(diǎn)(一般為后續)無(wú)法通信，因此將其逐一與總線(xiàn)脫離，如某節點(diǎn)脫離后總線(xiàn)能恢復正常，說(shuō)明該節點(diǎn)故障。

　　(3)集中供電的RS485系統在上電時(shí)常常出現部分節點(diǎn)不正常，但每次又不完全一樣。這是由于對RS485的收發(fā)控制端TC設計不合理，造成微系統上電時(shí)節點(diǎn)收發(fā)狀態(tài)混亂從而導致總線(xiàn)堵塞。改進(jìn)的方法是將各微系統加裝電源開(kāi)關(guān)然后分別上電。

　　(4)系統基本正常但偶爾會(huì )出現通信失敗。一般是由于網(wǎng)絡(luò )施工不合理導致系統可靠性處于臨界狀態(tài)，最好改變走線(xiàn)或增加中繼模塊。應急方法之一是將出現失敗的節點(diǎn)更換成性能更優(yōu)異的芯片。

　　(5)因MCU故障導致TC端處于長(cháng)發(fā)狀態(tài)而將總線(xiàn)拉死一片。提醒讀者不要忘記對TC端的檢查，盡管RS485規定差模電壓大于200mV即能正常工作。但實(shí)際測量：一個(gè)運行良好的系統其差模電壓一般在1.2V左右(因網(wǎng)絡(luò )分布、速率的差異有可能使差模電壓在0.8~1.5V范圍內)。