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RS-485总线接口电路硬件如何设计?RS-485如何进行网络配置?rs接口采用什么通信模式

作者:机械网
文章来源:本站

  RS485接口在工控行业中广泛应用,即可以走Modbus-RTU协议,又可以走Modbus TCP/IP协议,传输举例可达数公里,工控行业的集控系统用这个接口比较多。RS485接口的电路也比较简单,一般采用单片机加电平转换的方式来实现。今天介绍一下RS485接口电路的设计。

  RS485接口电路需要用到单片机的UART/USART功能,再加上合适的电平转换芯片,如MAX3082、SP3485等,即可实现电路的设计。这里用MAX3082所实现的电路如下所示。

  

RS-485总线接口电路硬件如何设计?RS-485如何进行网络配置?rs-485接口采用什么通信模式

  电平转换芯片为MAX3082,端口RXD接单片机的RXD口,TXD接单片机的TXD口,DIR接单片机的GPIO当作数据方向控制接口。芯片的A,B线上分别串接了小阻值的电阻和磁耦可以有效的提高抗干扰能力并利于认证,图中的120Ω的阻值为终端电阻,接入与否可供选择。

  通讯接口一般都比较脆弱,比较容易受外界干扰,所以考虑将RS485接口隔离,DIR方向端口使用光耦即可实现隔离。通讯接口的隔离可以使用光耦也可以使用专用的数字隔离芯片,在选型光耦时必须要考虑通信波特率和光耦的响应时间。

  在调试RS485接口时,必须主搞清楚RS485设备是从机还是主机。如果是从机,必须要搞清楚每台设备的从机地址、通信波特率(4800/9600/115200等)、数据格式,如数据位数(一般位八位)、停止位、校验方式(奇校验、偶校验、无校验)等。

  MAX3082电平转换芯片和ADuM1201数字隔离芯片的实物图如下所示。

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  RS485接口电路

  附图是本人在设计的控制器中使用的RS485接口电路。

  MCU采用ST的STM32F103RCT6, RS485的芯片采用MAX485。

  STM32F103是3.3V工作,但其IO口可以容忍5.0V的输入电压。

  因此,为了降低成本,选用了5.0V工作的MAX485.

  MAX486的接口电路比较简单,一个数据输入RO脚,连接MCU的RXD,用于UART的接收。

  一个是数据输出DI脚,连接MCU的TXD,用于UART的发送。

  接收和发送使用控制脚RE和DE连接在一起之后,连接至MCU的发送/接收使能控制脚。

  为了实现5.0V和3.3V的数字电平兼容,在MCU的输出脚(UART发送、485的发送/接收使能脚)与MAX485之间串一个100欧的电阻并通过10K电阻上拉至5.0V。

  

RS-485总线接口电路硬件如何设计?RS-485如何进行网络配置?rs-485接口采用什么通信模式

  同时,在MCU的输入脚(UART的接收脚)与MAX485之间串了一个10K的电阻.

  在RS485总线的正端A+和负端B-的端口上,同时接一个6.0v的TVS,保护输入端口.

  同时在A+上拉10K至5.0V,在B-下拉10K至地.

  保证总线空闲的相对电平.

  RS485通过差分信息进行主\从结构的通信,因此,RS485总线宜采用双绞线,双绞线的好处理,总线的两根线所受到的干扰完全一样,所以产生的干扰信号是完全相同的共模信号,非常容易从差分的通信信号分离出来.

  采用双绞线采用手拉手的连接方式,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以减少信号的反射干扰.

  

RS-485总线接口电路硬件如何设计?RS-485如何进行网络配置?rs-485接口采用什么通信模式

  在总线的最末端,应该接一个120欧的匹配电阻,减少信号的反射干扰,根据传输线理论,当终端匹配电阻与导线的特性阻抗相等时,反射最小.

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