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    •   RS485自动收发的原理
    •   自收发485电路常见问题
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【技术分享】RS-485自动收发应用异常怎么办?

02/02 09:25
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一般RS485收发器会有两个引脚来控制数据的收发方向,如果添加外围电路将其设计成自动收发状态,会有什么常见问题?有没有一款产品带自动收发功能,又可以避免这些问题?

  RS485自动收发的原理

在各种通讯方式中,RS485总线是较为常见的一种,因其接口简单,组网方便等特点,在工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域得到广泛应用。MCU通信一般使用TTL电平,如果外接设备使用的是485电平,那么两者是无法直连进行通讯的,必须通过485收发器,进行电平转换。由于485通信是半双工通信,也就是说,数据不能同时进行收发,所以485收发器通常会有控制收发方向的引脚。下面我们来看一下,485收发器实现自动收发的外围电路设计

原理图中可以看出,自动收发主要是通过NPN三极管开关电路来实现,具体的数据收发过程是怎样的呢?

● 发送数据时

发送数据时,使用的是MCU的TX引脚,假设我们想要发送数据0x55,那么转换成二进制就是0b01010101,即在TX引脚上就体现为高、低电平之间的相互切换。
当TX引脚为0时,三极管不导通,DE为高电平,进入发送模式。因为DI引脚接地,那么此时AB之间的差分电平逻辑就为0;
当TX引脚为1时,三极管导通,RE为低电平,进入接收模式。此时收发器的A、B引脚进入高阻态,因为上拉电阻R4、下拉电阻R3的作用,此时AB之间的差分电平逻辑为1。

所以保证了TX引脚输出什么电平,AB之间的差分电平逻辑也保持一致。

● 接收数据时接收数据时,使用的是MCU的RX引脚。在接收数据过程中,TX引脚保持高电平,三极管导通,RE为低电平,进入接收模式,RX引脚会接收AB传输过来的数据。

  自收发485电路常见问题

1. 通信速度慢

三极管的开启延时为ns级别,关断延时为us级别,会导致收发电路发送低电平的延时时间较长。

其次高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动的,电阻越大,上升沿越缓慢。

2. 高波特率通信时存在通讯风险

假设TX引脚上一个发送的bit为0,即将发送的bit为1,由于高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动的,收发器会切换到接收状态。此时AB线从低电平切换到高电平需要几百ns,RX引脚在这段时间内会接收到0。如果波特率太高,RX引脚接收到的低电平会被误认为是接收的起始位,导致通讯异常。

3. 外围电路接结电容影响收发器通讯稳定性

高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动,高电平输出缓慢,如果外部保护电路的结电容又较高,会导致AB差分电压幅值较低,当幅值低于门限电平时,会导致通讯异常。 

致远电子解决方案

那么有没有自带“自动收发切换”且能克服以上常见使用问题的产品呢?

致远电子的RSM485M、RSM(3)485PHT给你答案。

致远电子RSM系列隔离收发器是一款应用于工业RS-485总线传输及隔离的模块产品,能有效解决总线干扰、通信异常等问题。与传统的设计相比, RSM系列产品内置完整的隔离DC-DC电路、信号隔离电路、 RS-485总线收发电路以及总线防护电路, 具备高集成度与可靠性,能够有效帮助用户提升总线通信防护等级。其中RSM485M、RSM(3)485PHT带有自动流控功能。

自动流控

超小体积

带隔离输出电源

最多可连接 64 个节点

最大波特率 500kbps

电磁辐射 EME 极低

电磁抗干扰 EMS 极高

集成电源隔离和信号隔离

    自动流控单一输入电源供电具有隔离输出电源脚自动收发数据功能最多可连接 128 个节点电磁辐射 EME 较低电磁抗干扰 EMS 较高集成电源隔离、信号隔离和总线 ESD 保护功能通过 IEC62368、UL62368、EN62368 认证
致远电子

致远电子

广州致远电子股份有限公司成立于2001年,注册资金5000万元,国家级高新技术认证企业,广州市高端工控测量仪器工程技术研究开发中心,Intel ECA全球合作伙伴和微软嵌入式系统金牌合作伙伴。

广州致远电子股份有限公司成立于2001年,注册资金5000万元,国家级高新技术认证企业,广州市高端工控测量仪器工程技术研究开发中心,Intel ECA全球合作伙伴和微软嵌入式系统金牌合作伙伴。收起

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