【技術(shù)分享】RS-485自動收發(fā)應(yīng)用異常怎么辦？

一般RS485收發(fā)器會有兩個引腳來控制數(shù)據(jù)的收發(fā)方向，如果添加外圍電路將其設(shè)計成自動收發(fā)狀態(tài)，會有什么常見問題？有沒有一款產(chǎn)品帶自動收發(fā)功能，又可以避免這些問題？

?RS485自動收發(fā)的原理

在各種通訊方式中，RS485總線是較為常見的一種，因其接口簡單，組網(wǎng)方便等特點(diǎn)，在工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。MCU通信一般使用TTL電平，如果外接設(shè)備使用的是485電平，那么兩者是無法直連進(jìn)行通訊的，必須通過485收發(fā)器，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。由于485通信是半雙工通信，也就是說，數(shù)據(jù)不能同時進(jìn)行收發(fā)，所以485收發(fā)器通常會有控制收發(fā)方向的引腳。下面我們來看一下，485收發(fā)器實(shí)現(xiàn)自動收發(fā)的外圍電路設(shè)計。

從原理圖中可以看出，自動收發(fā)主要是通過NPN三極管開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)，具體的數(shù)據(jù)收發(fā)過程是怎樣的呢？

●發(fā)送數(shù)據(jù)時

發(fā)送數(shù)據(jù)時，使用的是MCU的TX引腳，假設(shè)我們想要發(fā)送數(shù)據(jù)0x55，那么轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是0b01010101，即在TX引腳上就體現(xiàn)為高、低電平之間的相互切換。
當(dāng)TX引腳為0時，三極管不導(dǎo)通，DE為高電平，進(jìn)入發(fā)送模式。因?yàn)镈I引腳接地，那么此時AB之間的差分電平邏輯就為0；
當(dāng)TX引腳為1時，三極管導(dǎo)通，RE為低電平，進(jìn)入接收模式。此時收發(fā)器的A、B引腳進(jìn)入高阻態(tài)，因?yàn)樯侠?a target="_blank">電阻R4、下拉電阻R3的作用，此時AB之間的差分電平邏輯為1。

所以保證了TX引腳輸出什么電平，AB之間的差分電平邏輯也保持一致。

●接收數(shù)據(jù)時接收數(shù)據(jù)時，使用的是MCU的RX引腳。在接收數(shù)據(jù)過程中，TX引腳保持高電平，三極管導(dǎo)通，RE為低電平，進(jìn)入接收模式，RX引腳會接收AB傳輸過來的數(shù)據(jù)。

?自收發(fā)485電路常見問題1. 通信速度慢三極管的開啟延時為ns級別，關(guān)斷延時為us級別，會導(dǎo)致收發(fā)電路發(fā)送低電平的延時時間較長。

其次高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動的，電阻越大，上升沿越緩慢。

2. 高波特率通信時存在通訊風(fēng)險

假設(shè)TX引腳上一個發(fā)送的bit為0，即將發(fā)送的bit為1，由于高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動的，收發(fā)器會切換到接收狀態(tài)。此時AB線從低電平切換到高電平需要幾百ns，RX引腳在這段時間內(nèi)會接收到0。如果波特率太高，RX引腳接收到的低電平會被誤認(rèn)為是接收的起始位，導(dǎo)致通訊異常。

3. 外圍電路接結(jié)電容影響收發(fā)器通訊穩(wěn)定性

高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動，高電平輸出緩慢，如果外部保護(hù)電路的結(jié)電容又較高，會導(dǎo)致AB差分電壓幅值較低，當(dāng)幅值低于門限電平時，會導(dǎo)致通訊異常。

?致遠(yuǎn)電子解決方案

那么有沒有自帶“自動收發(fā)切換”且能克服以上常見使用問題的產(chǎn)品呢？

致遠(yuǎn)電子的RSM485M、RSM(3)485PHT給你答案。

致遠(yuǎn)電子RSM系列隔離收發(fā)器是一款應(yīng)用于工業(yè)RS-485總線傳輸及隔離的模塊產(chǎn)品，能有效解決總線干擾、通信異常等問題。與傳統(tǒng)的設(shè)計相比， RSM系列產(chǎn)品內(nèi)置完整的隔離DC-DC電路、信號隔離電路、 RS-485總線收發(fā)電路以及總線防護(hù)電路，具備高集成度與可靠性，能夠有效幫助用戶提升總線通信防護(hù)等級。其中RSM485M、RSM(3)485PHT帶有自動流控功能。

自動流控

超小體積

帶隔離輸出電源腳

最多可連接64個節(jié)點(diǎn)

最大波特率500kbps

電磁輻射EME極低

電磁抗干擾EMS極高

• 集成電源隔離和信號隔離
• 自動流控
• 單一輸入電源供電
• 具有隔離輸出電源腳
• 自動收發(fā)數(shù)據(jù)功能
• 最多可連接128個節(jié)點(diǎn)
• 電磁輻射EME較低
• 電磁抗干擾EMS較高
• 集成電源隔離、信號隔離和總線ESD保護(hù)功能
• 通過IEC62368、UL62368、EN62368認(rèn)證