RS-485总线接口电路的设计步骤解析

1.总线匹配。

总线匹配有两种方法,一种是加匹配电阻,位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻,以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声,有效地抑制了噪声干扰。但匹配电阻要消耗较大电流,不适用于功耗限制严格的系统。

另外一种比较省电的匹配方案是RC匹配,利用一只电容C隔断直流成分,可以节省大部分功率,但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。

除上述两种外还有一种采用二极管的匹配方案,这种方案虽未实现真正的匹配,但它利用二极管的钳位作用,迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的,节能效果显著。

2. RO及DI端配置上拉电阻。

异步通信数据以字节的方式传送,在每一个字节传送之前,先要通过一个低电平起始位实现握手。为防止干扰信号误触发RO(接收器输出)产生负跳变,使接收端MCU进入接收状态,建议RO外接10kΩ上拉电阻.

3.保证系统上电时的RS-485芯片处于接收输入状态。

对于收发控制端TC建议采用MCU引脚通过反相器进行控制,不宜采用MCU引脚直接进行控制,以防止MCU上电时对总线的干扰。

4.总线隔离。

RS-485总线为并接式二线制接口,一旦有一只芯片故障就可能将总线“拉死”,因此对其二线口VA、VB与总线之间应加以隔离。通常在VA、 VB与总线之间各串接一只4~10Ω的PTC电阻,同时与地之间各跨接5V的TVS二极管,以消除线路浪涌干扰。如没有PTC电阻和TVS二极管,可用普通电阻和稳压管代替。

5.合理选用芯片。

例如,对外置设备为防止强电磁(雷电)冲击,建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片,对节点数要求较多的可选用SIPEX的SP485R。