RS485收發(fā)連接器參考電路設計大全
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隔離RS-485接口電路
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/328644.htm我們經(jīng)常采用的485接口隔離電路是利用三個(gè)光耦隔離收發(fā)及控制信號，加上485收發(fā)器共需要4片IC，且采用光耦隔離需要限流及輸出上拉電阻，必要時(shí)還會(huì )使用三極管驅動(dòng)。設計電路繁瑣，耗費時(shí)間長(cháng)，如果沒(méi)有之前使用光耦的經(jīng)驗，那么在選用光耦限流及輸出上拉電阻方面會(huì )耗費很多不必要的時(shí)間；且光耦的輸出信號上升時(shí)間較長(cháng)，在與數字I/O端口相接時(shí)，需另加施密特整形才能保證信號的波形符合標準，如在FPGA、DSP等系統中的應用。
ADM2483是內部集成了磁隔離通道和485收發(fā)器的芯片，內部集成的磁隔離通道原理與光耦不同，在輸入輸出端分別有編碼解碼電路和施密特整形電路，確保了輸出波形的質(zhì)量。且磁隔離功耗僅為光耦的1/10，傳輸延時(shí)為ns級，從直流到高速信號的傳輸都具有超越光耦的性能優(yōu)勢。內部集成的低功耗485收發(fā)器，信號傳輸速率可達500Kbps，后端總線(xiàn)可支持掛載256個(gè)節點(diǎn)。具有真失效保護、電源監控以及熱關(guān)斷功能。
要實(shí)現隔離RS-485接口的電路設計只需在A(yíng)DM2483的電源與地之間接一個(gè)104的去耦電容即可。當然，DC-DC隔離電源是必不可少的。其電路連接如下圖：
信號自收發(fā)電路
信號自收發(fā)電路我們采用74HC14芯片，利用它的施密特波形翻轉性能來(lái)控制RE、DE引腳，以實(shí)現信號的自收發(fā)。其電路連接如下圖：
如圖所示，MCU的發(fā)送信號經(jīng)過(guò)施密特觸發(fā)器反向后輸給DE和RE腳，發(fā)送數據引腳TxD接地。
當有高電平信號發(fā)送時(shí)，經(jīng)反向變?yōu)榈碗娖叫盘?，DE/RE引腳輸入為低電平，使發(fā)送驅動(dòng)器禁止，總線(xiàn)為高阻狀態(tài)，此時(shí)由A、B總線(xiàn)上的上拉電阻產(chǎn)生高電平輸出。當有低電平信號發(fā)送時(shí)，經(jīng)反向變?yōu)楦唠娖叫盘?，DE/RE引腳輸入為高電平，使發(fā)送驅動(dòng)器工作，由于TxD引腳端接地，為低電平，這樣就將低電平發(fā)送至總線(xiàn)。
僅為實(shí)現RS-485接口的自收發(fā)功能，在實(shí)際應用中，應根據使用情況作出相應的修改。此收發(fā)電路也有不足之處，當在連續發(fā)送高電平時(shí)，ADM2483的DE／RE引腳處于接收狀態(tài)，所以，此時(shí)的發(fā)送端和接收端都處于接收狀態(tài)，這時(shí)的總線(xiàn)是空閑狀態(tài)，是允許各節點(diǎn)發(fā)送數據的，因此一般在主從式的網(wǎng)絡(luò )結構中采用此方法。在網(wǎng)絡(luò )上也有不同的幾種實(shí)現RS－485收發(fā)器自收發(fā)的方案，分別有以下幾種：
利用三極管反向原理實(shí)現
電路如下圖：
當不發(fā)送數據時(shí)，TxD信號為高電平，經(jīng)V1反向后使ADM2483于接收狀態(tài)。當發(fā)送數據時(shí)，TxD為高時(shí)，經(jīng)V1反向，使發(fā)送驅動(dòng)器禁止，總線(xiàn)為高阻狀態(tài)，此時(shí)由A、B總線(xiàn)上的上拉電阻產(chǎn)生高電平輸出。TxD為低時(shí)，經(jīng)V1反向，使發(fā)送驅動(dòng)器工作，由于TxD引腳端接地，為低電平，這樣就將低電平發(fā)送至總線(xiàn)。
采用這種電路時(shí)，需要程序保證不同時(shí)進(jìn)行接收和發(fā)送的操作。
利用555定時(shí)器，其原理于以上電路類(lèi)似，電路圖如下：
555定時(shí)器為邊沿觸發(fā)，當TxD發(fā)送高電平時(shí)，555定時(shí)器OUT引腳輸出低電平，當TxD發(fā)送低電平時(shí)，555定時(shí)器OUT引腳輸出高電平，當TxD轉為高電平時(shí)，OUT引腳輸出的高電平狀態(tài)會(huì )延遲一會(huì )再轉入低電平，以確保發(fā)送數據的正確性。
采用74HC14和RC電路實(shí)現，此電路是對單純使用74HC14實(shí)現自收發(fā)電路的改進(jìn)，增加了RC充放電電路，減少總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)的時(shí)間，電路如下圖：
當TxD信號為高電平，則通過(guò)電阻為電容充電，其充電時(shí)間為T(mén)，該時(shí)間應設置為串口發(fā)送一個(gè)字節所需要的時(shí)間，由R，C參數來(lái)確定。當電容充滿(mǎn)后，則DE／RE為低電平，使ADM2483處于接收狀態(tài)。在發(fā)送數據時(shí)，TxD起始位產(chǎn)生第一個(gè)下降沿，使電容經(jīng)過(guò)二極管進(jìn)行快速放電，使DE／RE很快變?yōu)楦唠娖?，ADM2483處于發(fā)送狀態(tài)。在發(fā)送過(guò)程中， 當TxD變成高電平時(shí)，電容通過(guò)電阻緩慢充電，使DE／RE仍然保持在發(fā)送狀態(tài)，可有效吸收總線(xiàn)上的反射信號。當RC充電結束，使DE／RE轉入接受狀態(tài)時(shí)， 總線(xiàn)上的上拉、下拉電阻將維持TxD高電平的發(fā)送狀態(tài)，直至整個(gè)bit發(fā)送結束。
當數據發(fā)送完畢以后，TxD變?yōu)楦唠娖?，RC又開(kāi)始充電，即經(jīng)T時(shí)間后，ADM2483又轉換為接收狀態(tài)。以上所有電路均為參考電路，為電路設計者提供思路，在實(shí)際使用中請再次驗證，以確保電路的穩定及不會(huì )對系統造成破壞。對于電路損壞造成的損失，概不負責。
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