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什么是S485?
RS485是半雙工通信,半雙工通信指的是通道在一個時刻只能處于接收或者是發送。RS485的特點是支持多節點傳輸、傳輸距離遠、抗干擾能力強,RS485可以連接多個485設備,信號的速率可達到10Mbps。通過AB兩線之間的壓差來判斷是邏輯電平1或者邏輯電平0,當AB間的電壓差大于200mV時為高電平1,小于200mV時為邏輯電平0。一般會在首末兩端接120Ω電阻,其作用是進行阻抗匹配,消除信號反射。

RS485硬件電路設計
RS485電路設計可以分為隔離型和非隔離型,下圖是非隔離型電路,B端接到GND下拉,A端通過上拉電阻為高電平,是為了保證A和B之間的壓差大于200mV。DE和RE引腳是發送和接收使能,RE為低時,為接收使能;DE為高時,是發送使能。應用中一般是兩者連接在一起,通過IO口(RS485_EN)控制,因為芯片要么是處于接收,要么處于發送,因此在發送數據前,給RS485_EN信號為高電平,接收數據就給低電平。

RS485自動收發電路硬件設計
自動收發電路相比較普通的485電路,區別在于多一個晶體管控制485的使能引腳。R9限流電阻一般是4.7K,R8上拉電阻一般也是4.7K,使能引腳在晶體管沒有導通時被上拉。

接收數據時:接收數據引腳是芯片的第一引腳也就是網絡標簽RS485_RX,在接收數據過程中,RS485_TX引腳保持高電平,VGS為高電平,NPN三極管Q1就導通,RE和DE相連的引腳通過晶體管下拉到GND,此時接收使能,處于接收狀態。
發送數據時:發送數據引腳是RS485_TX,應該RS485_TX發送1,晶體管導通,RE和DE的電平為低,RS485收發芯片沒有打開,由于常態下485為高電平,此時數據就是高;當 RS485_TX發送0時,晶體管不導通,此時485收發芯片的發送使能為高,DI由于一直被下拉到GND,所以發出去的數據為0。這樣就實現了485的自動收發。
發送具體解析:
RS485_TX 發送1,VGS高電平,NPN三極管導通,使能引腳是低電平,發送失效,接收使能,處于接收狀態。由于SP3485芯片的AB引腳是高阻狀態,R4把A拉高,R5把B拉低,所以AB傳輸的是1。即RS485_TX發送1時,AB引腳發送1。
RS485接口防雷電路設計

接口防護電路
L1是共模電感,共模電感衰減共模噪聲,增強抗干擾能力,一般選擇120Ω/100MHz。C3電容的作用是為了隔開接口地和數字地,一般選擇1000pF。為了達到EMC防護要求,差模信號2kV,共模信號6kV,在接口處會預留上氣體放電管、熱敏電阻、TVS管組成防護電路。
RS485接口電路PCB的GND設計
虛線處的防護器件要盡量靠近接口,擺放緊湊整齊,先放防護器件再放濾波器件。

RS485接口電路設計通常涉及到幾個關鍵要素,包括信號傳輸、電氣隔離、噪聲抑制、保護措施以及電源和控制邏輯設計等。
關鍵要素
聲明:
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