啟明智顯技術(shù)分享|芯片應(yīng)用中RS485自動(dòng)收發(fā)電路常見(jiàn)問(wèn)題解析

“RS485自動(dòng)收發(fā)電路”作為芯片應(yīng)用中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其在數(shù)據(jù)傳輸和通信方面發(fā)揮著不可或缺的作用。啟明智顯在多個(gè)尺寸的中控屏和串口屏上基于ESP32-S3方案和Model系列產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了對(duì)RS485通信的支持。RS485通信的引入不僅增強(qiáng)了產(chǎn)品的通信能力，也擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，使其能夠適應(yīng)更多復(fù)雜和多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。今天小編給大家整理了關(guān)于RS485自動(dòng)收發(fā)電路的問(wèn)題整理。

問(wèn)：RS485_COMACT_IO這種方式是這個(gè)芯片獨(dú)有的嗎？

一般單片機(jī)的開(kāi)發(fā)板上面都有RS485通信模塊，尤其是STM單片機(jī)之類(lèi)的開(kāi)發(fā)板，因?yàn)?85通訊只需要MCU上面具備串口就可以使用。

485通訊模塊大家普遍用的只有兩種芯片，SP3485和MAX485。但不管是SP3485還是MAX485，他們的電路都是一樣的。因?yàn)閱纹瑱C(jī)通信一般是TTL電平，而我們的外接設(shè)備如果是485設(shè)備，通信的電平就是485電平，這兩者的電平是不一樣的，所以?xún)烧卟荒苤苯酉嘟右黄稹Ｖ虚g需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換的芯片來(lái)協(xié)商一下，所以就有了我們的485芯片。因?yàn)?85通信是半雙工的，就是發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候不能同時(shí)接收數(shù)據(jù)，所以我們又把485芯片叫做半雙工收發(fā)器。

以SP485芯片為例，它的電路圖如下：

• RO：接收器輸出
• RE：接收器輸出使能（低電平有效）
• DE：驅(qū)動(dòng)器輸出使能（高電平有效）
• DI：驅(qū)動(dòng)器輸入
• GND：連接地
• A：驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入（同相）
• B：驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入（反相）
• VCC：芯片供電

問(wèn)：上面這個(gè)引腳怎么叫接收器也叫輸出器？是不是作為接受和發(fā)送公用？

答：一般在485設(shè)備的數(shù)據(jù)向MCU發(fā)送時(shí)我們把芯片叫做接收器，因?yàn)樗邮樟送饨绲臄?shù)據(jù)。在MCU向485設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)我們把芯片叫做驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)檫@時(shí)候像是我們驅(qū)動(dòng)了芯片讓它向外發(fā)送數(shù)據(jù)。

SP3485的驅(qū)動(dòng)器輸出是差分輸出，空載時(shí)輸出電壓的大小為0V～+3.3V。SP3485有一根使能控制線(高電平有效)。DE上的邏輯高電平(1)將使能驅(qū)動(dòng)器的差分輸出。

SP3485接收器的輸入是差分輸入，接收器的輸入電阻通常為15K。如果RE為低，接收器使能，反之接收器禁止。

這樣就得到了一個(gè)結(jié)論：

1. ED： 1發(fā)送使能；0發(fā)送禁止
2. RE： 0接收使能；1接收禁止

因此，我們一般將ED和RE接在一起，單片機(jī)MCU向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將USART_EN置位1，單片機(jī)MCU接收外界送數(shù)據(jù)時(shí)，將USART_EN置位0，即可。

當(dāng)然我們?cè)趯?xiě)程序時(shí)候，就相對(duì)會(huì)比較麻煩，因?yàn)槲覀円诮邮蘸桶l(fā)送時(shí)將USART_EN引腳置位不同的電平。

問(wèn)：那有沒(méi)有一種可以自動(dòng)收發(fā)功能的電路呢？

答：有的！只要我們?cè)谶@個(gè)電路的基礎(chǔ)上加一個(gè)三極管就可以解決了。

大家看：我們?cè)谇懊骐娐返幕A(chǔ)上加了一個(gè)經(jīng)典的三極管開(kāi)關(guān)電路。電阻R6、電阻R7和NPN三極管Q1組成一個(gè)典型的三極管開(kāi)關(guān)電路。R7是限流電阻，最好選擇4.7K，也可以選擇10K。R6是上拉電阻，可以選擇4.7K或者10K。當(dāng)TX高電平，三極管導(dǎo)通，RE和DE引腳接地，進(jìn)入接收模式。當(dāng)TX低電平，三極管截止，RE和DE引腳接高電平，進(jìn)入發(fā)送模式。

問(wèn)：DI引腳本來(lái)是接TX的，現(xiàn)在直接接地了，那豈不是發(fā)送的數(shù)據(jù)都是0？可以正常工作嗎？

答：可以的。

在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，用的是單片機(jī)的TX引腳，也就是說(shuō)，在TX引腳上表現(xiàn)數(shù)據(jù)。要發(fā)送數(shù)據(jù)0x32，寫(xiě)成二進(jìn)制就是0x00110010，TXD引腳上就會(huì)依次的用高低電平體現(xiàn)1和0。當(dāng)TX發(fā)送0時(shí)，三極管不導(dǎo)通，DE接高電平，進(jìn)入發(fā)送模式，485芯片會(huì)把DI上的電平反應(yīng)到AB引腳上輸出，因?yàn)镈I已經(jīng)接地，所以AB引腳會(huì)傳輸0。所以，當(dāng)TXD發(fā)送0時(shí)，AB引腳發(fā)送0。當(dāng)TX發(fā)送1時(shí)，三極管導(dǎo)通，RE接低電平，進(jìn)入接收模式，485芯片的AB引腳進(jìn)入高阻狀態(tài)，因?yàn)镽3把A拉高，R2把B拉低，所以，AB傳輸?shù)氖?。所以，當(dāng)TXD發(fā)送1時(shí)，AB引腳發(fā)送1。

而在接受數(shù)據(jù)過(guò)程中，用的是單片機(jī)引腳RX，在RXD引腳上表現(xiàn)數(shù)據(jù)。在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中，TX引腳是一直保持高電平的，當(dāng)TXD是高電平時(shí)，RE是低電平，正好變成了接收狀態(tài)，然后485芯片的RO引腳（也就是接RX的引腳）就會(huì)接收AB傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

總結(jié)

• RS485_COMACT_IO這種方式并非某個(gè)芯片獨(dú)有，485通訊只需要MCU上面具備串口就可以使用。
• SP3485接收器的輸入是差分輸入，接收器的輸入電阻通常為15K。如果RE為低，接收器使能，反之接收器禁止。因此，我們一般將ED和RE接在一起，單片機(jī)MCU向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將USART_EN置位1，單片機(jī)MCU接收外界送數(shù)據(jù)時(shí)，將USART_EN置位0，即可。
• 只要我們?cè)谶@個(gè)電路的基礎(chǔ)上加一個(gè)三極管就可以實(shí)現(xiàn)電路自動(dòng)收發(fā)功能。
• DI引腳本來(lái)是接TX的，現(xiàn)在直接接地了，仍然可以正常工作。