RS485設(shè)計選型及應(yīng)用接口電路

RS-485標準

RS-485的標準全稱為TIAA/EIA-485串行通訊標準。數(shù)據(jù)通訊采用差分線號傳輸方式，也稱作平衡傳輸，使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，如下圖：

通常情況下，發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在-2～6V，是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。

接收器也作與發(fā)送端相對的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對應(yīng)相連，當在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。

RS-485注意事項

1、RS485網(wǎng)絡(luò)安裝

RS485網(wǎng)絡(luò)拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。主要是為了降低反射信號（尤其是在節(jié)點處及總線阻抗不連續(xù)點），不會影響信號質(zhì)量。

2、RS485終端匹配

對RS-422與RS-485總線網(wǎng)絡(luò)一般要使用終接電阻進行匹配。但在短距離與低速率下可以不用考慮終端匹配。

一般終端匹配采用終接電阻方法，終接電阻一般在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當于電纜特性阻抗的電阻。這種匹配方法簡單有效，但匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。

另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。

還有一種采用二極管的匹配方法。這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質(zhì)量的目的。節(jié)能效果顯著。

3、RS-485接地問題

電子系統(tǒng)的接地是很重要的，RS-485傳輸網(wǎng)絡(luò)的接地同樣也是很重要的，因為接地系統(tǒng)不合理會影響整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，主要存在兩大隱患：共模干擾和EMI。

共模干擾：RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式且收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，如RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。如下圖，因地電位差導(dǎo)致的共模干擾：

電磁輻射（EMI）問題：驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路。如果沒有一個低阻的返回通道（信號地）就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。

應(yīng)對措施：

• 若干擾源內(nèi)阻不是非常小，可以考慮在接地線上加限流電阻限制干擾電流。

• 采用浮地技術(shù)，隔斷接地環(huán)路。

• 采用隔離接口。

4、RS-485瞬態(tài)保護

前面提到的接地措施只對低頻率的共模干擾有保護作用。對于頻率很高的瞬態(tài)干擾就無能為力了，因為引線電感的作用，對于高頻瞬態(tài)干擾來講，接地線實際等同于開路。這樣的瞬態(tài)干擾可能會有成百上千伏的電壓。但持續(xù)時間很短。如果不加以適當防護就會損壞接口。對于這種瞬態(tài)干擾可以采用隔離或旁路的方法加以防護。

整體解決方案

以上是在設(shè)計RS485主要考慮的幾個部分，但實際設(shè)計中還有很多不可控因素。為了幫助工程師在設(shè)計中免除這些煩惱，廣州致遠電子從03年起就專門推出了集成隔離，電源，總線保護于一體的RS485隔離收發(fā)模塊，先后推出了系列隔離RS-485收發(fā)器，如RSM485CHT、RSM3485CT、RSM485ECHT、RSM485E等產(chǎn)品，應(yīng)用隔離RSM485產(chǎn)品，除可消除地環(huán)路的電勢差影響、有效抵御共模干擾外，也有效保護了MCU端的電路在強干擾環(huán)境中，大大降低了被干擾和損壞的概率，并以模塊化的設(shè)計、可靠性的應(yīng)用和具有競爭力的價格，幫助使用者降低整體的設(shè)計風(fēng)險和采購成本。

RSM系列隔離RS-485收發(fā)器，符合RoHS環(huán)保認證，傳導(dǎo)、輻射符合EN55022限值，ESD接觸放電4KV、空氣放電8KV，EFT信號端口4KV、電源端口浪涌測試 1KV、信號端口2KV。

1、型號列表

2、典型連接電路

3、EMC特性測試

4、模塊實物圖及尺寸

5、超小體積型號RSM485M

針對PCB空間有限，或者對最終產(chǎn)品有嚴苛體積要求的應(yīng)用場合，我們還可以選用RSM485M這種小體積型號。RSM485M只有常規(guī)型號型號體積的1/3，最多支持64個節(jié)點數(shù)，500kbps波特率，可謂RS-485隔離模塊中的“小鋼炮”。