TTL轉RS485電路(自動收發)---分享原理圖及參考資料


RS485串口經常用到,本文分享下RS485協議方面基本點,並介紹一種簡單的串口TTL(3.3V)電平轉換為RS485電平的電路,這個電路是經過制板驗證過的。

先簡單介紹下RS485一些協議方面的基本點:
工作方式:差分信號
節點數:1發32收(也有說128,256個,跟驅動芯片有關)
特征阻抗:120Ω(需要並接120Ω終端電阻)
接收器輸入阻抗:≥12KΩ
數據傳輸速度:最大10Mbps
最大傳輸距離:1200m
最大差動輸出:±6V
最小差動輸出:±1.5V
接收器靈敏度:±0.2V
共模電壓范圍:-7V~±12V

 


RS-485 標准的最大傳輸距離約為 1219 米,最大傳輸速率為 10Mbps。
通常, RS-485 網絡采用平衡雙絞線作為傳輸媒體。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,只有在 20kbps 速率以下,才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般來說, 15 米長雙絞線最大傳輸速率僅為 1Mbps。
RS-485 網絡采用直線拓朴結構,需要安裝 2 個終端匹配電阻,其阻值要求等於傳輸電
纜的特性阻抗(一般取值為 120Ω)。在矩距離、或低波特率波數據傳輸時可不需終端匹配。

RS485自動收發電路
電路分享如下圖,采用MAX485芯片,RE,DE管腳是選擇發送和接收模式,一般情況下,需要MCU的一個GPIO來控制發送和接收模式,圖中經過三極管來控制。

電路的控制邏輯可通過UART信號波形特點,以及MAX485的收發控制真值表分析明白。

接收:在MCU不發送數據的時候,UART_485_TX為高電平,三極管導通,DE=RE =0,按照表1和表2,MX485為接收模式, 對於此MAX485來說,A,B為高阻態,信號由另一端來控制,RO可以正常輸出接收到的數據。
發送:在MCU發送數據的時候,當UART_485_TX發送數據0的時候,三極管不導通,DE=RE=1,按照表1和表2,MAX485為發送模式,DI接GND,即DI=0,MAX485將數據0發送出去。當UART_485_TX發送數據1的時候,MAX485為接收模式,A,B為高阻態,但是外面有R10上拉(A=1),R11下拉(B=0),對於遠端來說,會接收到A=1,B=0,即接收到差分數據1.
由此可知,此電路是可以正常的收發的。

注意事項:R10,R11在網上有很多電路上面是10K,4.7K,先前也試過,但是實測會發現是有問題的,或者通信速度特別慢。原因是因為上下拉電阻太大,在電平變化的時候,上升沿速度太慢,因此在速率較高時會有問題,改成1K拿示波器實測波形是更好的。

接地問題:
RS485是差分傳輸的,所以很多工程師以為GND地線不重要,經常不接,甚至有些工程為了節約成本用兩芯線或者用視頻線來傳輸RS485信號。雖然如果不接地線,在很多場合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有二個原因:
(1)共模干擾問題: RS-485接口采用差分方式傳輸信號,並不需要相對於某個參照點來檢測信號,系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發器有一定的共模電壓范圍,RS-485收發器共模電壓范圍為-7~+12V,只有滿足上述條件,整個網絡才能正常工作。因為RS-485是總線方式的傳輸,總線上有很多的節點,當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩定可靠,甚至損壞接口。
(2)EMI電磁兼容性問題:發送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路,如沒有一個信號地這個低阻的返回通道,信號中的共模部分就會以輻射的形式返回源端,整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。


下面將原理圖,規格書,資料分享如下,掃描下方二維碼,關注公眾號,回復“485”即可獲得下載鏈接

 

 

 

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