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【幹貨】RS485接口電路設計

作者:億佰特物聯網應用

什麼是RS485?

RS485是半雙工通信,半雙工通信指的是通道在一個時刻隻能處于接收或者是發送。RS485的特點是支援多節點傳輸、傳輸距離遠、抗幹擾能力強,RS485可以連接配接多個485裝置,信号的速率可達到10Mbps。通過AB兩線之間的壓差來判斷是邏輯電平1或者邏輯電平0,當AB間的電壓差大于200mV時為高電平1,小于200mV時為邏輯電平0。一般會在首末兩端接120R電阻,其作用是進行阻抗比對,消除信号反射。

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RS485硬體電路設計

RS485電路設計可以分為隔離型和非隔離型,下圖是非隔離型電路,B端接到GND下拉,A端通過上拉電阻為高電平,是為了保證A和B之間的壓差大于200mV。DE和RE引腳是發送和接收使能,RE為低時,為接收使能;DE為高時,是發送使能,應用中一般是兩者連接配接在一起,通過IO口(RS485_EN)控制,因為晶片要麼是處于接收,要麼處于發送,是以在發送資料的前,給RS485_EN信号為高電平,接收資料就給低電平。

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RS485自動收發電路硬體設計

自動收發電路相比較普通的485電路,差別在于多一個半導體控制485的使能引腳。R9限流電阻一般是4.7K,R8上拉電阻一般也是4.7K,使能引腳在半導體沒有導通時被上拉。

接收資料時:接收資料引腳是晶片的第一引腳也就是網絡标簽RS485_RX,在接收資料過程中,RS485_TX引腳保持高電平,VGS為高電平,NPN三極管Q1就導通,RE和DE相連的引腳通過半導體下拉到GND,此時接收使能,處于接收狀态。

發送資料時:發送資料引腳是RS485_TX,應該RS485_TX發送1,半導體導通,RE和DE的電平為低,RS485收發晶片沒有打開,由于常态下485為高電平,此時資料就是高;當 RS485_TX發送0時,半導體不導通,此時485收發晶片的發送使能為高,DI由于一直被下拉到GND,是以發出去的資料為0。這樣就實作了485的自動收發。

發送具體解析:

RS485_TX 發送1,VGS高電平,NPN三極管導通,使能引腳是低電平,發送失效,接收使能,處于接收狀态。由于SP3485晶片的AB引腳是高阻狀态,R4把A拉高,R5把B拉低,是以AB傳輸的是1。即RS485_TX發送1時,AB引腳發送1。

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RS485接口防雷電路設計

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接口防護電路

L1是共模電感,共模電感衰減共模噪聲,增強抗幹擾能力,一般選擇120Ω/100MHz。C3電容的作用是為了隔開接口地和數字地,一般選擇1000pF。為了達到EMC防護要求,差模信号2kV,共模信号6kV,在接口處會預留上氣體放電管、熱敏電阻、TVS管組成防護電路。

RS485接口電路PCB的GND設計

虛線處的防護器件要盡量靠近接口,擺放緊湊整齊,先放防護器件再放濾波器件。

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