如何快速解決RSM隔離模塊應用問(wèn)題

　　RS-485總線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)眾所皆知，并且為保證通信的穩定性，都會(huì )使用隔離RS-485模塊進(jìn)行信號隔離。但在RS-485實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，或多或少會(huì )遇到不能通信、通信出錯、RS-485收發(fā)器損壞等情況，其中究竟為何?本文將深度剖析RS-485組網(wǎng)問(wèn)題。

　　1、應用問(wèn)題;

　　當出現通信錯誤或者不能通信時(shí)首先判斷應用是否符合表 1中的應用情況。

　　表 1 RS-485總線(xiàn)應用情況

　　表 1中三種應用情況分別屬于終端電阻、上下拉電阻、控制腳以及邏輯輸入側電平的問(wèn)題，下面對其進(jìn)行詳細分析。

　　1)終端電阻問(wèn)題

　　若RS-485總線(xiàn)上接有終端電阻，且所用RS-485收發(fā)器門(mén)限電平是±200mV，則可能出現表 2中所述的異?，F象。

　　表 2 終端電阻導致的異?，F象

　　圖 1 RS232/485雙向轉換器

　　終端電阻導致異常的原因：RS-485收發(fā)器接收門(mén)限電平為±200mV，即AB之間差分電壓大于+200mV，輸出高電平;AB之間差分電壓小于-200mV，輸出低電平;AB之間電壓在±200mV之間時(shí)，輸出狀態(tài)不確定，即有可能輸出高電平(此時(shí)表現為通信正常)，有可能輸出低電平(此時(shí)表現為通信異常)，因此若總線(xiàn)空閑狀態(tài)時(shí)AB差分電壓處于門(mén)限電平之內，則會(huì )出現一定概率的異常問(wèn)題。

　　表 2現象1分析：?jiǎn)伟蹇梢哉Ｍㄐ?，組網(wǎng)后由于RS-485總線(xiàn)上接有終端電阻，導致空閑狀態(tài)時(shí)總線(xiàn)差分電壓處于門(mén)限電平之內，出現通信異常。當出現上述情況時(shí)，首先需確認總線(xiàn)上是否存在終端電阻。

　　表 2現象2分析：?jiǎn)伟鍦y試時(shí)，單板或與之通信的設備接有終端電阻，此時(shí)AB之間差分電壓處于門(mén)限電平之內時(shí)，有一定概率出現通信異常。

　　表 2現象3分析：此現象同樣是由于終端電阻導致的，由于RS-232/485雙向轉換器(如圖 1)內部AB引腳一般會(huì )設置小阻值的上下拉 電阻(例如560Ω)，若用RS-232/485雙向轉換器通信，由于RS-485總線(xiàn)空閑狀態(tài)時(shí)的電壓是由上下拉電阻與終端電阻分壓得到，此時(shí)空閑狀態(tài)的AB差分電壓會(huì )大于200mV,使RS-485收發(fā)器輸出一個(gè)確定的高電平，不會(huì )引起通信錯誤，如圖 3為兩個(gè)RSM485PCHT進(jìn)行通信，AB之間加60Ω并且增加RS-232/485雙向轉換器的測試波形，空閑狀態(tài)的電壓為520mV，不會(huì )引起錯誤。圖2為兩個(gè)RSM485PCHT進(jìn)行通信，AB之間加60Ω測試的波形，可以看出空閑狀態(tài)AB差分電壓為40mV，處于門(mén)限電平范圍之內，有可能出現通信錯誤。

　　圖 2 AB間加兩個(gè)120Ω電阻，并增加RS-232/485雙向轉換器

　　圖 3 AB間只加兩個(gè)120Ω電阻

　　解決方法主要有三種，具體如表 3：

　　表 3 終端電阻問(wèn)題解決方法

　　2)上下拉電阻問(wèn)題

　　上下拉電阻并聯(lián)值過(guò)小可能引起的現象如表 4所示。

　　表 4 上下拉電阻導致的異?，F象

　　上述問(wèn)題是所加上下拉電阻值較小導致的問(wèn)題，超過(guò)了芯片可以驅動(dòng)的負載能力。RSM485PCHT在A(yíng)B之間加兩個(gè)120Ω電阻后，所加上下拉電阻值與輸出差分電壓低電平的關(guān)系如表 5所示，當上下拉電阻并聯(lián)值小于51Ω時(shí)，雖然芯片可以正常輸出，但是輸出信號已大于-200mV，此時(shí)可能出現通信錯誤或完全不能通信。上下拉電阻過(guò)小會(huì )導致RS-485收發(fā)器在功耗過(guò)大，發(fā)熱嚴重，有可能導致收發(fā)器過(guò)熱保護或者損壞，因此為了保證通信的可靠性，上下拉電阻阻值不宜過(guò)小，一般上拉或下拉電阻的并聯(lián)值應大于375Ω。

　　表 5 不同上下拉電阻值驅動(dòng)電壓

　　3)控制腳以及邏輯輸入側的問(wèn)題

　　由于收發(fā)切換需要一定的延時(shí)，因此應在發(fā)送或者接收數據前增加一段延時(shí)(例如RSM485PCHT，需要增加至少25μs)來(lái)保證RS-485收發(fā)器已經(jīng)處于發(fā)送或者接收狀態(tài)。

　　MCU電平應與RS-485收發(fā)器輸入邏輯電平匹配，即MCU為5V邏輯電平，應使用供電為5V的RSM系列隔離模塊。

　　2、波形測試方法;

　　由于RS-485總線(xiàn)應用非常廣泛，應用問(wèn)題不僅僅只是上面幾種，當排除上面的問(wèn)題后，可以通過(guò)測試總線(xiàn)波形的方法來(lái)找到通信異常的位置，判斷異常原因。