【導讀】一般RS485收發(fā)器會有兩個引腳來控制數(shù)據(jù)的收發(fā)方向,如果添加外圍電路將其設計成自動收發(fā)狀態(tài),會有什么常見問題?有沒有一款產(chǎn)品帶自動收發(fā)功能,又可以避免這些問題?
RS485自動收發(fā)的原理
在各種通訊方式中,RS485總線是較為常見的一種,因其接口簡單,組網(wǎng)方便等特點,在工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡、機電一體化產(chǎn)品等諸多領域得到廣泛應用。
MCU通信一般使用TTL電平,如果外接設備使用的是485電平,那么兩者是無法直連進行通訊的,必須通過485收發(fā)器,進行電平轉(zhuǎn)換。由于485通信是半雙工通信,也就是說,數(shù)據(jù)不能同時進行收發(fā),所以485收發(fā)器通常會有控制收發(fā)方向的引腳。
下面我們來看一下,485收發(fā)器實現(xiàn)自動收發(fā)的外圍電路設計。
從原理圖中可以看出,自動收發(fā)主要是通過NPN三極管開關電路來實現(xiàn),具體的數(shù)據(jù)收發(fā)過程是怎樣的呢?
● 發(fā)送數(shù)據(jù)時
發(fā)送數(shù)據(jù)時,使用的是MCU的TX引腳,假設我們想要發(fā)送數(shù)據(jù)0x55,那么轉(zhuǎn)換成二進制就是0b01010101,即在TX引腳上就體現(xiàn)為高、低電平之間的相互切換。
當TX引腳為0時,三極管不導通,DE為高電平,進入發(fā)送模式。因為DI引腳接地,那么此時AB之間的差分電平邏輯就為0;
當TX引腳為1時,三極管導通,RE為低電平,進入接收模式。此時收發(fā)器的A、B引腳進入高阻態(tài),因為上拉電阻R4、下拉電阻R3的作用,此時AB之間的差分電平邏輯為1。
所以保證了TX引腳輸出什么電平,AB之間的差分電平邏輯也保持一致。
● 接收數(shù)據(jù)時
接收數(shù)據(jù)時,使用的是MCU的RX引腳。在接收數(shù)據(jù)過程中,TX引腳保持高電平,三極管導通,RE為低電平,進入接收模式,RX引腳會接收AB傳輸過來的數(shù)據(jù)。
自收發(fā)485電路常見問題
1. 通信速度慢
三極管的開啟延時為ns級別,關斷延時為us級別,會導致收發(fā)電路發(fā)送低電平的延時時間較長。
其次高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動的,電阻越大,上升沿越緩慢。
2. 高波特率通信時存在通訊風險
假設TX引腳上一個發(fā)送的bit為0,即將發(fā)送的bit為1,由于高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動的,收發(fā)器會切換到接收狀態(tài)。此時AB線從低電平切換到高電平需要幾百ns,RX引腳在這段時間內(nèi)會接收到0。如果波特率太高,RX引腳接收到的低電平會被誤認為是接收的起始位,導致通訊異常。
3. 外圍電路接結(jié)電容影響收發(fā)器通訊穩(wěn)定性
高電平的發(fā)送是通過外部上下拉電阻驅(qū)動,高電平輸出緩慢,如果外部保護電路的結(jié)電容又較高,會導致AB差分電壓幅值較低,當幅值低于門限電平時,會導致通訊異常。
致遠電子解決方案
那么有沒有自帶“自動收發(fā)切換”且能克服以上常見使用問題的產(chǎn)品呢?
致遠電子的RSM485M、RSM(3)485PHT給你答案。
致遠電子RSM系列隔離收發(fā)器是一款應用于工業(yè)RS-485總線傳輸及隔離的模塊產(chǎn)品,能有效解決總線干擾、通信異常等問題。與傳統(tǒng)的設計相比, RSM系列產(chǎn)品內(nèi)置完整的隔離DC-DC電路、信號隔離電路、 RS-485總線收發(fā)電路以及總線防護電路, 具備高集成度與可靠性,能夠有效幫助用戶提升總線通信防護等級。其中RSM485M、RSM(3)485PHT帶有自動流控功能。
來源: ZLG
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