RS485总线应用与选型指引RS485总线介绍：RS485总线是一种.PDF

RS485总线应用与选型指南 一、RS485总线介绍： RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有 抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485 总线 是一种应用最为广泛的总线。而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。 二、RS485 总线典型电路介绍： RS485 电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、 系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。 我们就先讲一下非隔离型的典型电路，非隔离型的电路非常简单，只需一个 RS485 芯片直接与 MCU 的串行通讯口和一个 I/O 控制口连接就可以。如图 1 所示： 图 1、典型 485 通信电路图（非隔离型） 当然，上图并不是完整的485通信电路图，我们还需要在 A 线上加一个4.7K 的上拉偏 置电阻；在B 线上加一个4.7K 的下拉偏置电阻。中间的 R16是匹配电阻，一般是120Ω， 当然这个具体要看你传输用的线缆。（匹配电阻：485整个通讯系统中，为了系统的传 输稳定性，我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。所以我们一般在设 计的时候，会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻，至于用还是不用，由现场人 员来设定。当然，具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点，还得有待现场的专家 们来解答呵。）TVS 我们一般选用6.8V 的，这个我们会在后面进一步的讲解。 RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。即当 A-B200mV 时，总线状态应表 示为“1”；当 A-B-200mV 时，总线状态应表示为“0”。但当 A-B 在±200mV 之间时， 则总线状态为不确定，所以我们会在 A、B 线上面设上、下拉电阻，以尽量避免这种 不确定状态。 三、隔离型 RS485总线典型电路介绍 在某些工业控制领域，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。虽然RS- 485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过RS-485 接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于－7V时，接收器就再也无法正常工作了，严重 时甚至会烧毁芯片和仪器设备。 解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离；通过隔离 器件将信号隔离，彻底消除共模电压的影响。实现此方案的途径可分为： （1）传统方式：用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路； （2）使用二次集成芯片，如ADM2483、ADM2587E等。 � 传统光电隔离的典型电路：（如图2所示） 图2、光电隔离 RS485典型电路 图中我们以高速光耦6N137为例（当然只是示意图）来说明一下隔离型RS485电路。VDD 与VCC485是两组不共地的电源，一般用隔离型的DC-DC来实现。通过光耦隔离来实现信 号的隔离传输，ADM487与MCU系统不共地，完全隔离则有效的抑制了高共模电压的产生， 大大降低了485的损坏率，提高了系统的稳定性。但也存在电路体积过大、电路繁琐、分立 器件过多、传输速率受光电器件限制等缺点，对整个系统的稳定性也有一定的影响。 � 隔离型RS485器件来实现隔离传输：（如图3所示） 图3、隔离型RS485芯片ADM2483应用图 ADM2483是ADI推出的隔离型485芯片，SOW-16封装，内部集成了一个三通道的磁隔离 器件和一个半双工485 收发器，2500V 隔离电压、传输速率 500K、共模电压抑制能力 25KV/µS。但此电路仍需双电源供电，因此也会在一定程度上存在电路体积过大的问题。 � 完全隔离型RS485器件实现隔离传输：（如图4所示） 图4、完全隔离型RS485/422芯片ADM2587E应用图 ADM2587E是ADI继ADM2483之后，推出的单电源隔离型485芯片。SOW-20封装，2500V 隔离电压，全/半双工、传输速率500K、共模电压抑制能力25KV/µS、±15KV的ESD 保护。 适合用于工控、电力、仪表、安防等各种485 隔离场合。 四、RS485 总线保护电路 隔离虽然能有效的抑制高共模电压，但总线上还会存在浪涌冲击、电源线与 485 线短路、雷击 等潜在危害，所以我们一般会在总线端采取一定的保护措施。 一般我们会在VA、VB 上各串接一个4～10Ω的PTC电阻，并在VA、VB