RS485收發(fā)器兩種典型電路

RS-485 接口電路的主要功能是：將來自微處理器的發(fā)送信號TX 通過“發(fā)送器”轉(zhuǎn)換成通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號，也可以將通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號通過“接收器”轉(zhuǎn)換成被微處理器接收的RX 信號。任一時(shí)刻，RS-485 收發(fā)器只能夠工作在“接收”或“發(fā)送”兩種模式之一，因此，必須為RS-485 接口電路增加一個(gè)收/發(fā)邏輯控制電路。另外，由于應(yīng)用環(huán)境的
各不相同，RS-485 接口電路的附加保護(hù)措施也是必須重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié)。下面以選用SP485R 芯片為例，列出RS-485 接口電路中的幾種常見電路，并加以說明。

1.基本RS-485 電路
圖1為一個(gè)經(jīng)常被應(yīng)用到的SP485R芯片的示范電路，可以被直接嵌入實(shí)際的RS-485應(yīng)用電路中。微處理器的標(biāo)準(zhǔn)串行口通過RXD 直接連接SP485R 芯片的RO 引腳，通過TXD直接連接SP485R 芯片的DI 引腳。
由微處理器輸出的R/D 信號直接控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號為“1”，則SP485R 芯片的發(fā)送器有效，接收器禁止，此時(shí)微處理器可以向RS-485 總線發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)；R/D 信號為“0”，則SP485R 芯片的發(fā)送器禁止，接收器有效，此時(shí)微處理器可以接收來自RS-485 總線的數(shù)據(jù)字節(jié)。此電路中，任一時(shí)刻SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個(gè)處于工作狀態(tài)。
連接至A 引腳的上拉電阻R7、連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)，以提高RS-485 節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的可靠性。R7,R8,R9這三個(gè)電阻要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而改變大小，特別在用120歐或更小終端電阻時(shí)，R9就不需要了，R7和R8應(yīng)使用680歐電阻。

如果將SP485R 連接至微處理器80C51 芯片的UART 串口，則SP485R 芯片的RO 引腳不需要上拉；否則，需要根據(jù)實(shí)際情況考慮是否在RO 引腳增加1 個(gè)大約10K 的上拉電阻。

圖 1SP485R 的基本RS-485 電路

SP485R 芯片本身集成了有效的ESD 保護(hù)措施。但為了更加可靠地保護(hù)RS-485 網(wǎng)絡(luò)，確保系統(tǒng)安全，我們通常還會(huì)額外增加一些保護(hù)電路。
電路圖中，鉗位于6.8V 的TVS 管V4、V5、V6 都是用來保護(hù)RS-485 總線的，避免RS-485總線在受外界干擾時(shí)（雷擊、浪涌）產(chǎn)生的高壓損壞RS-485 收發(fā)器。當(dāng)然，也選擇集成的總線保護(hù)元件，比如ONSemi 半導(dǎo)體的NUP2105L 器件(SOT-23 封裝，集成2 個(gè)雙向TVS器件)，作為SP485R 芯片的附加保護(hù)措施。
另外，電路中的L1、L2、C1、C2 是可選安裝元件，用于提高電路的EMI 性能。圖中附加的保護(hù)電路能夠?qū)P485R 芯片起到良好的保護(hù)效果。

2.隔離RS-485 電路
圖2為一個(gè)使用光電隔離方式連接的SP485R 芯片的示范電路，可以被直接嵌入實(shí)際的RS-485 應(yīng)用電路中。微處理器的UART 串口的RXD、TXD 通過光電隔離電路連接SP485R 芯片的RO、DI 引腳，控制信號R/D 同樣經(jīng)光電隔離電路去控制SP485R 芯片的DE和/RE 引腳。
由微處理器輸出的R/D 信號通過光電隔離器件控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號為“1”，則SP485R 芯片的DE 和/RE 引腳為“1”，發(fā)送器有效，接收器禁止，此時(shí)微處理器可以向RS-485 總線發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)；R/D 信號為“0”，則SP485R 芯片的DE和/RE 引腳為“0”，發(fā)送器禁止，接收器有效，此時(shí)微處理器可以接收來自RS-485 總線的數(shù)據(jù)字節(jié)。任一時(shí)刻，SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個(gè)處于工作狀態(tài)。
連接至A 引腳的上拉電阻R7、連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)，以提高RS-485 節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的可靠性。R7,R8,R9這三個(gè)電阻要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而改變大小，特別在用120歐或更小終端電阻時(shí)，R9就不需要了，R7和R8應(yīng)使用680歐電阻。
使用DC-DC 器件可以產(chǎn)生1 組與微處理器電路完全隔離的電源輸出，用于向RS-485 收發(fā)器電路提供+5V 電源。
電路中光耦器件的速率將會(huì)影響RS-485 電路的通訊速率。圖2 中選用了NEC 公司的光耦器件PS2501 芯片，受PS2501 芯片的響應(yīng)速率影響，這一示范RS-485 接口電路的通訊速率只可保障在19200bps 速率下正常工作；如果需要達(dá)到更高的RS-485 通訊速率，則需要選用響應(yīng)速度更快的光耦器件，比如Agilent 公司的超高速光耦元件。