1. RS485簡(jiǎn)介

RS485是一種硬件接口或者通訊電路或者串行總線，其信號(hào)是查分信號(hào),，能較好的抑制共模信號(hào),，所以其通訊距離高達(dá)數(shù)千米，所以被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中,。RS485有四線制和兩線制之分,，四線制是全雙工通信，兩線制是半雙工通信?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最多的是兩線制,，RS485有主從之分，一個(gè)系統(tǒng)中只能有一個(gè)主機(jī),，但是可以有很多個(gè)從機(jī),。主機(jī)定時(shí)輪詢從機(jī)，從機(jī)收到信號(hào)應(yīng)答,，從機(jī)之間通過(guò)地址區(qū)分,。

2. RS485硬件電路設(shè)計(jì)思路

在用單片機(jī)設(shè)計(jì)RS485電路的時(shí)候，必須要考慮電平的轉(zhuǎn)換情況,，所以有兩個(gè)問(wèn)題你要有概念：

1. 單片機(jī)的電平是TTL電平,；

2. RS485的電平是以AB兩線之間的壓差定義的；

3. TTL電平與RS485電平不兼容,；

所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候,，必須想到要電平轉(zhuǎn)換,，這也是該電路的設(shè)計(jì)核心，幸好很多半導(dǎo)體公司都替你想好了,，所以你只需要選擇一款合適的電平轉(zhuǎn)換芯片就可以了,。常用的RS485的電平轉(zhuǎn)換芯片有：MAX3082，SP3485等,。這些芯片可以將UART轉(zhuǎn)換為RS485,，所以在設(shè)計(jì)RS485電路時(shí)要選擇帶有UART功能的單片機(jī)。

由于是一主多從的系統(tǒng),，所以主機(jī)必須要牢牢把握系統(tǒng)總線的絕對(duì)控制權(quán),。說(shuō)直白一點(diǎn)就是：總線處于發(fā)送狀態(tài)還是接收狀態(tài)，必須由主機(jī)說(shuō)了算,。這些芯片都有發(fā)送/接收的控制引腳,，通過(guò)控制這對(duì)引腳就可以控制總線。

上圖就是RS485接口的硬件電路圖,，電路很簡(jiǎn)單,，U4就是電平轉(zhuǎn)換芯片，U4芯片的管腳介紹如下：

• 1-RO:TTL電平輸出引腳,，接單片機(jī)的RXD,；

• 2-RE:收發(fā)控制引腳，接單片機(jī)的IO口,；

• 3-DE:收發(fā)控制引腳,，接單片機(jī)的IO口；

由于總線要么處于接收狀態(tài),，要么處于發(fā)送狀態(tài),，所以通常將2、3引腳接在一起,。

• 4-DI:TTL電平輸入引腳,，接單片機(jī)的TXD；

• 5-GND:電源負(fù)引腳,；

• 8-VCC:電源正引腳,；

• 7-B:RS485總線B；

• 6-A:RS485總線A,；

電阻R16將總線B下拉到地,，電阻R17將總線A上拉至VCC，這么做的目的是提高電平轉(zhuǎn)換芯片的抗干擾能力,，因?yàn)锳\B之間的門限電壓的壓差只有200mV左右,，所以很容易受到干擾。

3.抗干擾設(shè)計(jì)

由于工業(yè)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)比較惡劣,，干擾因素太多,，所以要考慮電路的抗干擾設(shè)計(jì)，以保證通訊的正常穩(wěn)定,。

• 通訊隔離

所謂隔離即將RS485的電源網(wǎng)絡(luò)/信號(hào)與單片機(jī)隔離起來(lái),，通常的隔離方案如下圖所示：

將與單片機(jī)與電平轉(zhuǎn)換芯片有3個(gè)腳直接連接：方向控制腳DIR、數(shù)據(jù)發(fā)送腳TXD,，數(shù)據(jù)接收腳RXD,。將DIR通過(guò)光耦的方式隔離，TXD/RXD通過(guò)數(shù)字隔離芯片隔離,。

• 限流保護(hù)

防止A/B總線的電流過(guò)大將芯片燒壞,，可以在A/B總線上串入自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流過(guò)大時(shí),，保險(xiǎn)絲熔斷,，電流恢復(fù)正常時(shí)保險(xiǎn)絲自恢復(fù)。

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