基于RS-485收发器实现完全半/全双工RS-485接口隔离

RS-485标准是一种常见的总线架构，其通用性及远距离传输能力使其广泛应用于各种通信接口威廉希尔官方网站 。在多数情况下，由于应用环境的恶劣，需要对RS-485接口采用隔离方案以防止出现接地环路。

对RS-485接口的隔离方案有很多，老式的光耦隔离威廉希尔官方网站 由于占用空间、体积太大，需要分立元件、缓存驱动及威廉希尔官方网站 设计繁琐，已经不适合应用于当今要求越来越严格的高速数字通信系统。因此，我们可以采用ADI公司的iCoupler磁隔离解决方案，它能够提供多通道数字隔离、集成RS-485收发器的数字隔离、集成isoPower磁隔离电源的数字隔离等多种灵活的隔离方案。在体积、功耗、速率等众多方面提供优于光耦的解决方案。

在这里，我们了解一下目前最简单，集成度最高的RS-485接口隔离方案。本方案采用隔离型RS-485收发器ADM2582E/ADM2587E，以单芯片实现完全的半/全双工RS-485接口隔离。ADM2582E/ADM2587E集成isoPower磁隔离电源，无需外部隔离电源供电。在单芯片封装内还集成了数字隔离通道和RS-485收发器，与传统光耦隔离威廉希尔官方网站 相比，PCB面积缩小84%，元器件数减少83%。

ADM2582E/ADM2587E是具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器，适合用于多点传输线路上的高速通信应用。其内部集成的RS-485驱动器带有一个高电平有效使能威廉希尔官方网站 ，并且还 提供一个高电平接收机有效禁用威廉希尔官方网站 ，可使接收机输出进入高阻抗状态。该器件具备限流和过热关断特性，能够防止输出短路，并防止出现由于总线争用而引起功耗 过大的情况。

图1、ADM2582E/ADM2587E功能框图

根据ADM2582E/ADM2587E的功能框图，我们可以看出其内部含有isoPower技术，具有反馈控制的高频开关稳压威廉希尔官方网站 。 对于TxD、RxD、DE和RE均采用iCoupler磁隔离技术对其数字信号进行隔离。此外，还包含一个能够实现半/全双工的RS-485/RS- 422收发器。以单芯片实现了能适应各种需求的RS-485/RS-422接口隔离方案，其芯片封装仅为SOIC-20。

ADM2582E/ADM2587E通过简单的外部威廉希尔官方网站 连接即可实现接口隔离功能，下面以ADM2587E为例，来实现半双工和全双工的RS-485/RS-422接口隔离。

半双工隔离ADM2587E带有RE/DE使能控制引脚，能够支持半双工应用，其应用威廉希尔官方网站 图如下：

图2、ADM2587E用于半双工RS-485/RS-422接口隔离

由于ADM2587E后端有A、B、Y、Z四路输出，当用作半双工威廉希尔官方网站 时，需要将A和Y连接，作为半双工的A信号线，将B和Z连接，作 为半双工的B信号线。两个VCC引脚的输入端和GND1引脚之间接有0.01uF、10uF及2个0.1uF电容，这些电容是必要的，能够去耦及滤波，保 证输入电源的平稳。 同样，Visoin与GND2引脚之间的0.1uF和0.01uF电容，Visoout和GND2引脚之间的0.1uF和10uF电容都是芯片工作所需要 的。在ADM2587E的总线输出侧的Visoin引脚和Visoout引脚必须连接在一起，从图1的功能框图中我们可以看到，Visoout引脚是 ADM2587E内部隔离电源的输出引脚，而Visoin引脚是内部集成RS-485/RS-422收发器的电源输入引脚。

全双工隔离ADM2587E的全双工隔离威廉希尔官方网站 非常简单，将逻辑侧引脚与控制芯片连接，总线侧引脚与总线相接即可。其应用威廉希尔官方网站 图如下：

图3、ADM2587E用于全双工RS-485/RS-422接口隔离

ADM2587E的全双工隔离威廉希尔官方网站 与半双工隔离威廉希尔官方网站 类似，其后端的A、B、Y、Z直接与全双工总线相连即可。

结语

ADM2582E/ADM2587E均可采用3.3V或5V供电，能够方便的与普通5V供电系统和低功耗的3.3V供电系统连接。A、 B、Y、Z引脚上带有±15KV的ESD保护及25KV/us的共模抑制能力，能够为芯片引脚提供大部分的保护功能，在恶劣的应用环境中，可以在总线上添 加TVS管等器件以增强芯片对大的浪涌电流、电压的防护能力。

总的来说，ADM2582E/ADM2587E集成度高，外围威廉希尔官方网站 简单，整体性能稳定，非常适合于工业、电力等恶劣通信环境中的RS- 485/RS-422接口隔离应用。