【產(chǎn)品應用】RS485典型電路應用詳解

前言

RS485電路?是一種常見的串行通信接口標準，廣泛應用于工業(yè)控制環(huán)境中。它采用平衡發(fā)送和差分接收的方式，具有抑制共模干擾的能力，適用于通信距離從幾十米到上千米的場景，并且在多節(jié)點系統(tǒng)中表現(xiàn)良好?。

在工業(yè)控制領域，RS485總線常用于連接各種設備，如傳感器、執(zhí)行器等。通過差分傳輸方式，RS485總線能夠有效抵抗共模干擾，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。此外，RS485電路還可以通過隔離器件將系統(tǒng)電源和收發(fā)器的電源隔離，進一步增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性?。

產(chǎn)品介紹

SSP485芯片是一款經(jīng)典的+5V低功耗半雙工RS485收發(fā)器，數(shù)據(jù)傳輸速率高達2Mbps。+3.3V電源下，傳輸速率最大推薦500Kbps。SSP485具有失效保護電路，具有+15kVESD靜電放電防護功能。

SSP485接收器具有1/8 單位負載輸入阻抗，總線上可以掛接多達256個收發(fā)器。主要應用于RS-485/RS-422通信系統(tǒng)。

SSP485芯片引腳圖如下：

SSP485引腳圖

引腳說明如下：

SSP485電路圖如下：

SSP485電路圖

SSP485典型電路大家可以看下，RE和DE是接到一起的，由MCU的控制腳控制，RX和TX為MCU的串口信號，分別接到SSP485的RO和DI管腳。

◆當控制信號為高電平，RE邏輯為1，此時SSP485為發(fā)送使能：

當TX為高電平，輸出A為高電平，B為低電平，也就是輸出485的邏輯1；

當TX為低電平，輸出A為低電平，B為高電平，也就是輸出485的邏輯0。

◆ 當控制信號為低電平，RE邏輯為0，此時SSP485為接收使能：

當485總線上A-B≥-50mV時，RX為高電平，接收到邏輯1；

當485總線上A-B≤-200mV時，RX為低電平，接收到邏輯0。

光耦隔離電路

隔離電路圖

VCC_MCU和VCC2是兩組不共地的電源，通過光耦隔離來實現(xiàn)信號的隔離傳輸，SSP485與MCU不共地，完全隔離而有效地抑制了高共模電壓的產(chǎn)生，從而大大降低了485芯片的損壞率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但也存在電路器件個數(shù)多、壽命短、抗共模能力弱、功耗高、傳輸速率受光電器件限制等缺點。

數(shù)字隔離電路

隔離電路圖

普通的光耦隔離的通訊速率有限，即使是高速光耦也無法和專用的數(shù)字隔離芯片相媲美，SSP5842ED是我司推出的四通道數(shù)字隔離芯片，最大通訊速率可達150Mbps，完全可以滿足485通訊速率的需求。相對于光耦隔離，數(shù)字隔離電路面積更小、傳輸速率不受限制，但成本也相對來說更高了。

自動收發(fā)電路

電路圖

自動收發(fā)電路在485電路的基礎上加了一個典型的三極管開關電路。

◆ 發(fā)送數(shù)據(jù)

發(fā)送數(shù)據(jù)時使用的是MCU的TX引腳，假設我們想發(fā)送數(shù)據(jù)0x72，寫成二進制就是0x01110010，TX引腳上會依次高低電平來體現(xiàn)1和0。

當TX引腳為0時，三極管不導通，DE為高電平，進入驅動器狀態(tài)。DI引腳接地，則AB間的差分電平邏輯為0；

當TX引腳為1時，三極管導通，RE為低電平，進入接收器狀態(tài)，A和B引腳為高阻態(tài)，因為上拉電阻Ra2和下拉電阻Rb2的作用，則AB間的差分電平邏輯為1。

◆接收數(shù)據(jù)

接收數(shù)據(jù)時使用的是MCU的RX引腳，在接收數(shù)據(jù)時，TX引腳保持高電平，三極管導通，RE為低電平，進入接收器狀態(tài)，RX引腳會接收AB端傳輸來的數(shù)據(jù)。

三極管的開啟延時是ns級別，關斷延時是us級別，會導致收發(fā)電路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動的，電阻越大上升沿越緩慢。

假設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為是接收的起始位，導致通訊異常。所以實際電路測下來，自動收發(fā)速率128000bps及以下都是可以正常通信的。