【技术分享】RS-485自动收发应用异常怎么办?

描述

一般RS485收发器会有两个引脚来控制数据的收发方向,如果添加外围电路将其设计成自动收发状态,会有什么常见问题?有没有一款产品带自动收发功能,又可以避免这些问题?

 

收发器  RS485自动收发的原理

在各种通讯方式中,RS485总线是较为常见的一种,因其接口简单,组网方便等特点,在工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域得到广泛应用。MCU通信一般使用TTL电平,如果外接设备使用的是485电平,那么两者是无法直连进行通讯的,必须通过485收发器,进行电平转换。由于485通信是半双工通信,也就是说,数据不能同时进行收发,所以485收发器通常会有控制收发方向的引脚。下面我们来看一下,485收发器实现自动收发的外围电路设计。收发器

从原理图中可以看出,自动收发主要是通过NPN三极管开关电路来实现,具体的数据收发过程是怎样的呢?

● 发送数据时

发送数据时,使用的是MCU的TX引脚,假设我们想要发送数据0x55,那么转换成二进制就是0b01010101,即在TX引脚上就体现为高、低电平之间的相互切换。
当TX引脚为0时,三极管不导通,DE为高电平,进入发送模式。因为DI引脚接地,那么此时AB之间的差分电平逻辑就为0;
当TX引脚为1时,三极管导通,RE为低电平,进入接收模式。此时收发器的A、B引脚进入高阻态,因为上拉电阻R4、下拉电阻R3的作用,此时AB之间的差分电平逻辑为1。

所以保证了TX引脚输出什么电平,AB之间的差分电平逻辑也保持一致。

● 接收数据时接收数据时,使用的是MCU的RX引脚。在接收数据过程中,TX引脚保持高电平,三极管导通,RE为低电平,进入接收模式,RX引脚会接收AB传输过来的数据。


 

收发器  自收发485电路常见问题1. 通信速度慢三极管的开启延时为ns级别,关断延时为us级别,会导致收发电路发送低电平的延时时间较长。

其次高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动的,电阻越大,上升沿越缓慢。

收发器

收发器

收发器

2. 高波特率通信时存在通讯风险

假设TX引脚上一个发送的bit为0,即将发送的bit为1,由于高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动的,收发器会切换到接收状态。此时AB线从低电平切换到高电平需要几百ns,RX引脚在这段时间内会接收到0。如果波特率太高,RX引脚接收到的低电平会被误认为是接收的起始位,导致通讯异常。

收发器

3. 外围电路接结电容影响收发器通讯稳定性

高电平的发送是通过外部上下拉电阻驱动,高电平输出缓慢,如果外部保护电路的结电容又较高,会导致AB差分电压幅值较低,当幅值低于门限电平时,会导致通讯异常。 收发器

 

收发器  致远电子解决方案

那么有没有自带“自动收发切换”且能克服以上常见使用问题的产品呢?

致远电子的RSM485M、RSM(3)485PHT给你答案。

致远电子RSM系列隔离收发器是一款应用于工业RS-485总线传输及隔离的模块产品,能有效解决总线干扰、通信异常等问题。与传统的设计相比, RSM系列产品内置完整的隔离DC-DC电路、信号隔离电路、 RS-485总线收发电路以及总线防护电路, 具备高集成度与可靠性,能够有效帮助用户提升总线通信防护等级。其中RSM485M、RSM(3)485PHT带有自动流控功能。

自动流控

超小体积

带隔离输出电源脚

最多可连接 64 个节点

最大波特率 500kbps

电磁辐射 EME 极低

电磁抗干扰 EMS 极高

  • 集成电源隔离和信号隔离
  • 自动流控
  • 单一输入电源供电
  • 具有隔离输出电源脚
  • 自动收发数据功能
  • 最多可连接 128 个节点
  • 电磁辐射 EME 较低
  • 电磁抗干扰 EMS 较高
  • 集成电源隔离、信号隔离和总线 ESD 保护功能
  • 通过 IEC62368、UL62368、EN62368 认证
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