硬件威廉希尔官方网站 设计之RS485威廉希尔官方网站 设计

描述

1 简介

RS485是一种半双工通信,RS485最多支持32个节点,传输距离远,最远可达1219m,接收灵敏度高(200mV),最高的传输速率高达10Mbps。在多站点、远距离通信等领域得到了广泛应用。

RS485

注意 :RS485 总线通常使用特性阻抗为 120Ω 的双绞线,因此在 485 总线的首尾两端增加 120Ω 终端电阻来避免信号反射问题。

2 通信方式

数据在两个站点之间进行传输,按照数据流的方向可以分为三种传输模式: 单工通信半双工通信全双工通信

输出模式描述应用
单工通信只支持信号在一个方向上传输(正向或反向),任何时候不能改变信号的传输方向。广播
半双工通信半双工通信允许信号在两个方向上传输,但某一时刻只允许信号在一个信道上单向传输。对讲机
全双工通信全双工通信允许数据同时在两个方向上传输,即有两个信道,因此允许同时进行双向传输。手机

3 电平标准

RS485威廉希尔官方网站 的逻辑要分为两种情况考虑,要把RS485的逻辑分成发送器接收器

状态逻辑0逻辑1
发送器-(2~6)V+(2~6)V
接收器A-B > 200mVA-B < 200mV
  • 当RS485总线的差分电压大于+200mV时,RS485收发器判定为高电平;
  • 当RS485总线的差分电压小于-200mV时,RS485收发器判定为低电平;
  • 当RS485总线处于-200mV到+200mV时,RS485收发器可能输出高电平也可能输出低电平,只能处于一种状态。

在设计RS485威廉希尔官方网站 时,需要将A总线上拉,B总线下拉,主要是为了防止RS485总线的差值处于-200mV到+200mV之间。

4 RS485威廉希尔官方网站 设计

  • RS485威廉希尔官方网站

RS485威廉希尔官方网站 MCU端使用的是UART的引脚,接收与发送的状态需要通过RE和DE两个引脚去控制。

RS485

  • R表示数据输出引脚。
  • D表示数据输入引脚。
  • RE表示数据输入使能引脚,低电平接收使能。
  • DE表示数据输入使能引脚,高电平发送使能。
  • A和B表示RS485总线数据输入输出引脚。
  • VCC和GND表示供电引脚。
  • 自动收发控制威廉希尔官方网站
    RS485
  • 接收

TX为高电平,三极管导通,RE为低电平使能,RO收数据有效,MAX485为接收态。

  • 发送
数据描述
发送数据1发送数据1时,TX为高电平时,三极管导通,DE为低电平,此时收发器处于接收状态,驱动器就变成了高阻态,也就是发送端与AB断开了,此时AB之间的电压就取决于AB的上下拉电阻了,A为高电平、B为低电平,也就成为了逻辑1。
发送数据0发送数据0时,TX为低电平时,三极管截止,发送引脚已连接GND,即发送的数据为低电平。

5 RS422威廉希尔官方网站 设计

由于GJB 151B没有雷击和浪涌测试要求,故不需要防雷器件。TVS管使用SMB6.5CA,共模电感选择LCHWCM-453228-510YT01,详细设计威廉希尔官方网站 如下图所示,此设计可同时满足GJB 151B和DO 160G的标准。注意SMB封装的TVS管是600W,SMA封装的TVS管是400W,故需选择SMB6.5CA;如使用的芯片不是MAX3490或者输出电压范围大于6.5V,建议TVS管选择更大的VDRM值,如SMB15CA。共模电感至TVS管部分元器件要靠近板边或者连接器端,尽量使外来干扰信号在进入板子时就被滤除掉。

RS485

  • 共模电感 :滤除共模干扰,提高系统的抗干扰能力。共模电感阻抗选择范围为 120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz ,典型值选取 1000Ω/100MHz
  • 滤波电容 :C15、C16、C18、C19,给干扰提供低阻抗的回流路径。电容容值选取范围为 22PF~1000pF ,典型值选取 100pF
  • TVS管 :D6、D8、D9、D11,防止静电耦合到板卡,损坏器件。
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