【技術分享】RS-485自動收發應用異常怎么辦？

原創 ZLG致遠電子 2023-06-29 11:34

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一般RS485收發器會有兩個引腳來控制數據的收發方向，如果添加外圍電路將其設計成自動收發狀態，會有什么常見問題？有沒有一款產品帶自動收發功能，又可以避免這些問題？

??RS485自動收發的原理

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，組網方便等特點，在工業控制、儀器、儀表、多媒體網絡、機電一體化產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收發器，進行電平轉換。由于485通信是半雙工通信，也就是說，數據不能同時進行收發，所以485收發器通常會有控制收發方向的引腳。

下面我們來看一下，485收發器實現自動收發的外圍電路設計。

從原理圖中可以看出，自動收發主要是通過NPN三極管開關電路來實現，具體的數據收發過程是怎樣的呢？

●?發送數據時

發送數據時，使用的是MCU的TX引腳，假設我們想要發送數據0x55，那么轉換成二進制就是0b01010101，即在TX引腳上就體現為高、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。此時收發器的A、B引腳進入高阻態，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。

●?接收數據時

接收數據時，使用的是MCU的RX引腳。在接收數據過程中，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傳輸過來的數據。

??自收發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，會導致收發電路發送低電平的延時時間較長。

其次高電平的發送是通過外部上下拉電阻驅動的，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引腳上一個發送的bit為0，即將發送的bit為1，由于高電平的發送是通過外部上下拉電阻驅動的，收發器會切換到接收狀態。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. 外圍電路接結電容影響收發器通訊穩定性

高電平的發送是通過外部上下拉電阻驅動，高電平輸出緩慢，如果外部保護電路的結電容又較高，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“自動收發切換”且能克服以上常見使用問題的產品呢？

致遠電子的RSM485M、RSM(3)485PHT給你答案。

致遠電子RSM系列隔離收發器是一款應用于工業RS-485總線傳輸及隔離的模塊產品，能有效解決總線干擾、通信異常等問題。與傳統的設計相比， RSM系列產品內置完整的隔離DC-DC電路、信號隔離電路、 RS-485總線收發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。