485通信自动收发电路解释（附RS485收发连接器参考电路）

一直在用的485通信自动收发电路，不但要把电路送给你，还要把电路原理给你讲明白了。实测波特率9600不会有问题，但是，波特率115200的话，曾经出现过问题。我们先看看普通的收发电路。普通的485电路，除了“用RXD连接485芯片的RO引脚、用TXD连接485芯片的DI引脚。还会用一个单片机的普通10引脚连接到RE、DE引脚上。当单片机要发送数据的时候，控制CTRL为高电平，数据通过TXD发送出去。当单片机要接收数据的时候，控制CTRL为低电平，数据通过RXD接收回来。然而，自动收发，就是不用单片机引脚CTRL,当数据进来的时候，数据会自动通过RXD到单片机，当需要发送数据时，自动通过TXD发送出去。也就是只需要连接单片机的RXD和TXD引脚就可以，无需用单片机引脚连接485芯片的DERE弓|脚。文章中第一张图，就是实现自动收发的电路，实际上，自动收发的电路，还有好几种连接方法。今天，我们只研究这一种我经常用的。很多人，都会使用这个电路，但是不知道其中的原理。（是的，就是在说你呢！）所以今天我来给大家解释一下其中的工作原理，详细到每个元器件。电阻R1的作用：RXD连接电阻R1到485芯片的RO,这里R1的作用是限流，保护引脚。R1的大小，可以选择330欧、470欧、560欧、1K。电阻R2、R3和三极管Q1：电阻R2、电阻R3和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R3是限流电阻,最好选择4.7K,也可以选择10K。R2是上拉电阻，可以选择4.7K,也可以选择10K。R3为什么最好选择4.7K,我之前写过一篇文章，详细的提到过，主要是你需要了解三极管工作在放大区、截至区和饱和区的特点。上瑞生网，搜索“三极管”，有一篇文章的题目叫做《把三极管当开关用基极限流电阻怎么选》。NPN三极管，高电平导通，这个大家都知道。当TXD高电平，三极管导通，REDE引脚接地，进入接收模式。当TXD低电平，三极管截止，REDE引脚接高电平，进入发送模式。电容C1：C1是电源旁路电容，作用是给485芯片提供一个干净的电源，使它稳定的工作。你在设计电路板的时候，如果芯片没有特殊要求，需要把每个芯片旁边放上一个0.1微法电容。在PCB布线的时候，电容到电源引脚的距离最好在2mm以内。电阻R4和R5:R4是下拉电阻，接到B上。R5是上拉电阻，接到A上。为什么要这样做，下面会讲,现在还不是时候，请继续往下看。双向稳压二极管DI、D2、D3:这里使用的双向稳压二极管型号是SMAJ6.5CA。他们的作用是把A、B引脚对地的电压以及A和B引脚之间的电压，牵制到6.5V以内，保护485芯片。从SP3485芯片手册得到，AB的耐压值是正负15V以内。有人很好奇，为什么会看这两个参数？因为AB这两个引脚就是Driversoutput和Receiversinputo请看下图：接线端子Pl:是用来连接外面需要通信的A和B电线的。（这个好像不用说啊！）现在，每个元器件就介绍完了，接下来说说为什么可以实现自动收发功能。你们最大的疑问就是：DI引脚本来是接TXD的，但是电路中直接接地了，那岂不是发送的数据会一直都是0?答案就在下方。发送数据过程：发送数据，用的是单片机的TXD弓|脚，也就是说，在TXD引脚上表现数据。例如要发送数据0x55,写成二进制就是0x01010101,TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0o当TXD发送。时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。你看看，当TXD发送。时，AB引脚发送0。当TXD发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R5把A拉高，R4把B拉低，所以，AB传输的是1。你看看，当TXD发送1时，AB引脚发送1。总结，TXD发1,AB就发1；TXD发0,AB就发0。接收数据过程：接收数据，用的是单片机引脚RXD,也就是说，在RXD引脚上表现数据。在接收数据的过程中，TXD引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平,正好调理成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RXD的引脚）就会反应AB传输过来的数据。知道了这个电路的接收和发送数据的过程，那就已经完全了解了。你现在如果感觉到还是迷迷糊糊，自己做一个电路，思路立马会变得清晰。RS485收发连接器参考电路RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛，因此，对RS-485连接器的隔离是非常有必要的。RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。但是，在工业控制等现场环境中，情况复杂，常会有电气噪声干扰传输线路;在多系统互联时，不同系统的地之间会存在电位差，形成接地环路，会干扰整个系统，严重时会造成系统的灾难性损毁;还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。因此，对RS-485接口的隔离是非常有必要的。隔离RS-485接口电路我们经常采用的485接口隔离电路是利用三个光耦隔离收发及控制信号，加上485收发器共需要4片IC,且采用光耦隔离需要限流及输出上拉电阻，必要时还会使用三极管驱动。设计电路繁琐，耗费时间长，如果没有之前使用光耦的经验，那么在选用光耦限流及输出上拉电阻方面会耗费很多不必要的时间;且光耦的输出信号上升时间较长，在与数字I/O端口相接时，需另加施密特整形才能保证信号的波形符合标准，如在FPGA、DSP等系统中的应用。ADM2483是内部集成了磁隔离通道和485收发器的芯片，内部集成的磁隔离通道原理与光耦不同，在输入输出端分别有编码解码电路和施密特整形电路，确保了输出波形的质量。且磁隔离功耗仅为光耦的1/10,传输延时为ns级，从直流到高速信号的传输都具有超越光耦的性能优势。内部集成的低功耗485收发器，信号传输速率可达500Kbps,后端总线可支持挂载256个节点。具有真失效保护、电源监控以及热关断功能。要实现隔离RS-485接口的电路设计只需在ADM2483的电源与地之间接一个104的去耦电容即可。当然，DC-DC隔离电源是必不可少的。信号自收发电路我们采用74HC14芯片，利用它的施密特波形翻转性能来控制RE、DE引脚，以实现信号的自收发。当有高电平信号发送时，经反向变为低电平信号，DE/RE引脚输入为低电平，使发送驱动器禁止，总线为高阻状态，此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。当有低电平信号发送时，经反向变为高电平信号，DE/RE引脚输入为高电平，使发送驱动器工作，由于TxD引脚端接地，为低电平，这样就将低电平发送至总线。仅为实现RS-485接口的自收发功能，在实际应用中，应根据使用情况作出相应的修改。此收发电路也有不足之处，当在连续发送高电平时,ADM2483的DE/RE引脚处于接收状态,所以，此时的发送端和接收端都处于接收状态，这时的总线是空闲状态，是允许各节点发送数据的，因此一般在主从式的网络结构中采用此方法。在网络上也有不同的几种实现RS-485收发器自收发的方案，分别有以下几种：当不发送数据时，TxD信号为高电平，经VI反向后使ADM2483于接收状态。当发送数据时，TxD为高时，经VI反向，使发送驱动器禁止，总线为高阻状态，此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。TxD为低时，经VI反向，使发送驱动器工作，由于TxD引脚端接地，为低电平，这样就将低电平发送至总线。采用这种电路时，需要程序保证不同时进行接收和发送的操作。利用555定时器，其原理于以上电路类似。555定时器为边沿触发，当TxD发送高电平时，555定时器OUT引脚输出低电平，当TxD发送低电平时，555定时器OUT引脚输出高电平，当TxD转为高电平时，OUT引脚输出的高电平状态会延迟一会再转入低电平，以确保发送数据的正确性。当TxD信号为高电平，则通过电阻为电容充电，其充电时间为T,该时间应连接器设置为串口发送一个字节所需要的时间，由R,C参数来确定。当电容充满后，则DE/RE为低电平，使ADM2483处于接收状态。在发送数据时，TxD起始位产生第一个下降沿，使电容经过二极管进行快速放电，使DE/RE很快变为高电平，ADM2483处于发送状态。在发送过程中，当TxD变成高电平时，电容通过电阻缓慢充电，使DE/RE仍然保持在发送状