如何快速解決RSM隔離模塊應(yīng)用問題

　　RS-485總線優(yōu)點眾所皆知，并且為保證通信的穩(wěn)定性，都會使用隔離RS-485模塊進(jìn)行信號隔離。但在RS-485實際組網(wǎng)時，或多或少會遇到不能通信、通信出錯、RS-485收發(fā)器損壞等情況，其中究竟為何?本文將深度剖析RS-485組網(wǎng)問題。

　　1、應(yīng)用問題;

　　當(dāng)出現(xiàn)通信錯誤或者不能通信時首先判斷應(yīng)用是否符合表 1中的應(yīng)用情況。

　　表 1 RS-485總線應(yīng)用情況

　　表 1中三種應(yīng)用情況分別屬于終端電阻、上下拉電阻、控制腳以及邏輯輸入側(cè)電平的問題，下面對其進(jìn)行詳細(xì)分析。

　　1)終端電阻問題

　　若RS-485總線上接有終端電阻，且所用RS-485收發(fā)器門限電平是±200mV，則可能出現(xiàn)表 2中所述的異常現(xiàn)象。

　　表 2 終端電阻導(dǎo)致的異?，F(xiàn)象

　　圖 1 RS232/485雙向轉(zhuǎn)換器

　　終端電阻導(dǎo)致異常的原因：RS-485收發(fā)器接收門限電平為±200mV，即AB之間差分電壓大于+200mV，輸出高電平;AB之間差分電壓小于-200mV，輸出低電平;AB之間電壓在±200mV之間時，輸出狀態(tài)不確定，即有可能輸出高電平(此時表現(xiàn)為通信正常)，有可能輸出低電平(此時表現(xiàn)為通信異常)，因此若總線空閑狀態(tài)時AB差分電壓處于門限電平之內(nèi)，則會出現(xiàn)一定概率的異常問題。

　　表 2現(xiàn)象1分析：單板可以正常通信，組網(wǎng)后由于RS-485總線上接有終端電阻，導(dǎo)致空閑狀態(tài)時總線差分電壓處于門限電平之內(nèi)，出現(xiàn)通信異常。當(dāng)出現(xiàn)上述情況時，首先需確認(rèn)總線上是否存在終端電阻。

　　表 2現(xiàn)象2分析：單板測試時，單板或與之通信的設(shè)備接有終端電阻，此時AB之間差分電壓處于門限電平之內(nèi)時，有一定概率出現(xiàn)通信異常。

　　表 2現(xiàn)象3分析：此現(xiàn)象同樣是由于終端電阻導(dǎo)致的，由于RS-232/485雙向轉(zhuǎn)換器(如圖 1)內(nèi)部AB引腳一般會設(shè)置小阻值的上下拉 電阻(例如560Ω)，若用RS-232/485雙向轉(zhuǎn)換器通信，由于RS-485總線空閑狀態(tài)時的電壓是由上下拉電阻與終端電阻分壓得到，此時空閑狀態(tài)的AB差分電壓會大于200mV,使RS-485收發(fā)器輸出一個確定的高電平，不會引起通信錯誤，如圖 3為兩個RSM485PCHT進(jìn)行通信，AB之間加60Ω并且增加RS-232/485雙向轉(zhuǎn)換器的測試波形，空閑狀態(tài)的電壓為520mV，不會引起錯誤。圖2為兩個RSM485PCHT進(jìn)行通信，AB之間加60Ω測試的波形，可以看出空閑狀態(tài)AB差分電壓為40mV，處于門限電平范圍之內(nèi)，有可能出現(xiàn)通信錯誤。

　　圖 2 AB間加兩個120Ω電阻，并增加RS-232/485雙向轉(zhuǎn)換器

　　圖 3 AB間只加兩個120Ω電阻

　　解決方法主要有三種，具體如表 3：

　　表 3 終端電阻問題解決方法

　　2)上下拉電阻問題

　　上下拉電阻并聯(lián)值過小可能引起的現(xiàn)象如表 4所示。

　　表 4 上下拉電阻導(dǎo)致的異常現(xiàn)象

　　上述問題是所加上下拉電阻值較小導(dǎo)致的問題，超過了芯片可以驅(qū)動的負(fù)載能力。RSM485PCHT在AB之間加兩個120Ω電阻后，所加上下拉電阻值與輸出差分電壓低電平的關(guān)系如表 5所示，當(dāng)上下拉電阻并聯(lián)值小于51Ω時，雖然芯片可以正常輸出，但是輸出信號已大于-200mV，此時可能出現(xiàn)通信錯誤或完全不能通信。上下拉電阻過小會導(dǎo)致RS-485收發(fā)器在功耗過大，發(fā)熱嚴(yán)重，有可能導(dǎo)致收發(fā)器過熱保護(hù)或者損壞，因此為了保證通信的可靠性，上下拉電阻阻值不宜過小，一般上拉或下拉電阻的并聯(lián)值應(yīng)大于375Ω。

　　表 5 不同上下拉電阻值驅(qū)動電壓

　　3)控制腳以及邏輯輸入側(cè)的問題

　　由于收發(fā)切換需要一定的延時，因此應(yīng)在發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)前增加一段延時(例如RSM485PCHT，需要增加至少25μs)來保證RS-485收發(fā)器已經(jīng)處于發(fā)送或者接收狀態(tài)。

　　MCU電平應(yīng)與RS-485收發(fā)器輸入邏輯電平匹配，即MCU為5V邏輯電平，應(yīng)使用供電為5V的RSM系列隔離模塊。

　　2、波形測試方法;

　　由于RS-485總線應(yīng)用非常廣泛，應(yīng)用問題不僅僅只是上面幾種，當(dāng)排除上面的問題后，可以通過測試總線波形的方法來找到通信異常的位置，判斷異常原因。