RS485总线典型电路介绍
一、RS485总线介绍:
RS485总线是一种常见的串行总线标准,采用平衡发送与差分接收的方式,因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候,RS485总线是一种应用最为广泛的总线。而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。
二、RS485总线典型电路介绍:
RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现,但有一些场合也可以用非隔离型。
我们就先讲一下非隔离型的典型电路,非隔离型的电路非常简单,只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。如图1所示:
图1、典型485通信电路图(非隔离型)
当然,上图并不是完整的485通信电路图,我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻;在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。中间的R16是匹配 电阻,一般是120Ω,当然这个具体要看你传输用的线缆。(匹配电阻:485整个通讯系统中,为了系统的传输稳定性,我们一般会在第一个节点和最后一个节 点加匹配电阻。所以我们一般在设计的时候,会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻,至于用还是不用,由现场人员来设定。当然,具体怎么区分第一个节 点还是最后一个节点,还得有待现场的专家们来解答呵。)TVS我们一般选用6.8V的,这个我们会在后面进一步的讲解。
RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。即当A-B>200mV时,总线状态应表示为“1”;当A-B<-200mV时,总线 状态应表示为“0”。但当A-B在±200mV之间时,则总线状态为不确定,所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻,以尽量避免这种不确定状态。
三、隔离型RS485总线典型电路介绍
在某些工业控制领域,由于现场情况十分复杂,各个节点之间存在很高的共模电压。虽然RS-485接口采用的是差分传输方式,具有一定的抗共模干扰的能力, 但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压,即大于+12V或小于-7V时,接收器就再也无法正常工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离;通过隔离器件将信号隔离,彻底消除共模电压的影响。实现此方案的途径可分为:
(1)传统方式:用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路;
(2)使用二次集成芯片,如ADM2483、ADM257E等。
u 传统光电隔离的典型电路:(如图2所示)
图2、光电隔离RS485典型电路
图中我们以高速光耦6N137为例(当然只是示意图)来说明一下隔离型RS485电路。VDD与VCC485是两组不共地的电源,一般用隔离型的DC-
DC来实现。通过光耦隔离来实现信号的隔离传输,ADM487与MCU系统不共地,完全隔离则有效的抑制了高共模电压的产生,大大降低了485的损坏率,
提高了系统的稳定性。但也存在电路体积过大、电路繁琐、分立器件过多、传输速率受光电器件限制等缺点,对整个系统的稳定性也有一定的影响。
u 隔离型RS485器件来实现隔离传输:(如图3所示)
图3、隔离型RS485芯片ADM2483应用图
ADM2483是ADI推出的隔离型485芯片,SOW-16封装,内部集成了一个三通道的磁隔离器件和一个半双工485收发器,2500V隔离电压、传
输速率500K、共模电压抑制能力25KV/µS。但此电路仍需双电源供电,因此也会在一定程度上存在电路体积过大的问题。
u 完全隔离型RS485器件实现隔离传输:(如图4所示)
图4、完全隔离型RS485/422芯片ADM2587E应用图
ADM2587E是ADI继ADM2483之后,推出的单电源隔离型485芯片。SOW-20封装,2500V隔离电压,全/半双工、传输速率500K、共模电压抑制能力25KV/µS、±15KV的ESD保护。适合用于工控、电力、仪表、安防等各种485隔离场合。
四、RS485总线保护电路
隔离虽然能有效的抑制高共模电压,但总线上还会存在浪涌冲击、电源线与485线短路、雷击等潜在危害,所以我们一般会在总线端采取一定的保护措施。
一般我们会在VA、VB上各串接一个4~10Ω的PTC电阻,并在VA、VB各自对地端接6、8V的TVS管,当然也可用普通电阻与稳压二极管代替。更多
的还可以加热保险丝、防雷.管,不过并不是说这些加的越多越好,具体要看实际应用,如果这些保护太多的话,也会影响到整个系统的节点数,与通信稳定性。
五、485应用的一些小经验
1、收发时序不匹配:
485是半双工的通信,收发转换是需要一定的时间的,所以一般在收发转换之间,和每发送完一帧数据之后,都要有相应的延时,如果出现收发不正常、或第一帧数据之后就出现误码现象,则可以适当的增加一下延时时间,以观问题是否解决。
2、R0接上拉电阻:
异步通信数据以字节的方式传送,在每一个字节传送之前,先要通过一个低电平起始位实现握手。为防止干扰信号误触发RO(接收器输出)产生负跳变,使接收端MCU进入接收状态,建议RO外接10kΩ上拉电阻。
3、合理选用芯片。
例如,对外置设备为防止强电磁(雷电)冲击,建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片,对节点数要求较多的可选用SIPEX的SP485R。此外经我
们实验发现,ADI的非隔离型485芯片ADM487E、隔离型芯片ADM2483、ADM2587在多节点、防雷击方面也有着很好的表现。
六、维护RS-485的常用方法
1)若出现系统完全瘫痪,大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿,使用万用表测VA、VB间差模电压为零,而对地的共模电压大于3V,此时可通过测共模电压大小来排查,共模电压越大说明离故障点越近,反之越远;
2)总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2~3个节点(一般为后续)无法通信,因此将其逐一与总线脱离,如某节点脱离后总线能恢复正常,说明该节点故障;
3)集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常,但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理,造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电;
4)系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态,最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片;
5)因MCU故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片。提醒读者不要忘记对TC端的检查。尽管RS-485规定差模电压大于200mV即能正
常工作。但实际测量:一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右(因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内)。
如若转载,请注明来源,潮光光耦网。
RS485总线典型电路介绍的更多相关文章
- RS485总线防雷保护方案
RS485作为最为最常用的电表通讯方式之一.日常生活中雷电和静电干扰已经成为485通信总线在实际工程经常遇到的问题.故如何对芯片以及总线进行有效的保护,是摆在每一个使用者面前的一个问题.在这里,我们主 ...
- delphi 串口 关于RS485总线通信协议开发注意事项
http://blog.csdn.net/shjhuang/article/details/9426739 关于RS485总线通信协议开发注意事项 1 前言 近段时间发现我们系统在进行设备 ...
- RS-485总线通信协议
https://blog.csdn.net/ouyangxin95/article/details/78174145 RS-485总线技术只是规定了接口的电气标准,并没有规定RS-485接口的电缆,插 ...
- CAN总线芯片SN65HVD230QD介绍
CAN总线硬件电路如上,采用芯片为SN65HVD230QD,从TI获得的芯片手册,可知该芯片参数为: 3.3V供电 低电流为370uA典型值
- 你知道CAN/RS-485总线为什么要隔离吗?
您在使用CAN或RS-485总线进行调试时,是否遇到过偶尔通信出错?或者接收不到数据?一直正常使用的总线,突然出现大范围的错误,或者节点损坏?您还在为这些问题不知所措,摸不着头脑吗?使用总线隔离,或许 ...
- RS-485总线和Modbus通信协议的关系
一.RS-485总线 RS-485总线技术只是规定了接口的电气标准,并没有规定RS-485接口的电缆,插件以及通信协议,只是OSI规范中物理层的一个标准,RS-485总线采用差分平衡传输方式.由于RS ...
- uTenux\AT91SAM3S4C开发套件———硬件电路介绍
无论写什么嵌入式软件,我们都应该首先对硬件有所了解,这样更有助于我们写出高效精简的程序代码.本次活动我们使用的硬件平台是有悠龙公司提供的uTenux\AT91SAM3S4C开发套件,在悠龙公司的主页可 ...
- OR1200处理器中Wishbone总线接口模块WB_BIU介绍
下面内容摘自<步步惊芯--软核处理器内部设计分析>一书 WB_BIU模块是OR1200处理器与外部Wishbone总线连接的接口模块.15.1节给出了WB_BIU模块的对外连接关系,并指出 ...
- DFT测试-OCC电路介绍
https://www.jianshu.com/p/f7a2bcaefb2e SCAN技术,也就是ATPG技术-- 测试std-logic, 主要实现工具是: 产生ATPG使用Mentor的 Test ...
随机推荐
- 开始学习es6(二) let 与 const 及 块级作用域
1.var JavaScript中,我们通常说的作用域是函数作用域,使用var声明的变量,无论是在代码的哪个地方声明的,都会提升到当前作用域的最顶部,这种行为叫做变量提升(Hoisting) cons ...
- Laravel 5.1 关掉csrf验证
Laravel 5.1 关掉csrf验证 说明: Laravel默认是开启了CSRF功能,有时可能不能传递验证token,就需要关闭. 方法一(全局关闭): 打开文件:app\Http\Kernel. ...
- C语言集锦(一) C代码生成图片:BMP、PNG和JPEG
1.生成BMP图片 在学习图形图像的过程中,最简单和常见的格式是BMP和PPM.下面将给出生成BMP的极度精简代码,然后讲解BMP格式. #include <stdio.h> #inclu ...
- 一个页面多个ng-app注意事项
1.一个页面会自动加载第一个ng-app 2.如果想启动其它ng-app,需要通过下列代码的红色部分来启动,此时一共启动了2个ng-app 3.特别注意:代码红色部分一定要放在最后,比如,不能放在蓝色 ...
- Codeforces 246E Blood Cousins Return(树上启发式合并)
题目链接 Blood Cousins Return #include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define rep(i, a, b) f ...
- Unity -- 入门教程一
首先声明一下,我用的Unity版本是4.6.6,编译环境是VS2010,其余的我会慢慢介绍,安装的过程这里我就不做讲解了,度娘那会做的比我详细.安装包可以在最下面的联系方式找我要,现在开始进入主题. ...
- CA认证原理以及实现(下)
在上述的文章后了解到原理之后,我们这篇文章来进行CA的搭建. OPEN SSL 环境搭建在基础原理中我们提到了两种认证服务,单项认证服务和双向认证服务,我们就以双向认证服务举例说明.OpenSSL是一 ...
- mysql_config_editor使用简介
原文 : http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1817640/ ----------------------------------------- ...
- [Algorithms] Tree Data Structure in JavaScript
In a tree, nodes have a single parent node and may have many children nodes. They never have more th ...
- 关于SharePoint 讨论板的一些知识
关于SharePoint 讨论板的一些知识 近期公司项目可能要用到讨论板.需求是这种: 怎样在回复中仅仅让查看登陆者和讨论主题公布者的信息. 比方我公布 ...