rs485串口电路
RS485接口电路是一种常用的串行通信接口,用于设备之间的数据传输。它支持多节点传输,传输距离远,抗干扰能力强。RS485通过AB两线之间的压差来判断逻辑电平,当AB间的电压差大于200mV时为高电平1,小于200mV时为逻辑电平0。在电路设计中,通常会在首末两端接120Ω电阻进行阻抗匹配,以消除信号反射。
RS485硬件电路设计
# 非隔离型电路
非隔离型RS485电路中,B端接到GND下拉,A端通过上拉电阻为高电平,以保证A和B之间的压差大于200mV。DE和RE引脚分别是发送和接收使能,通常连接在一起,通过IO口(RS485_EN)控制。在发送数据前,给RS485_EN信号为高电平,接收数据时给低电平。
# 隔离型电路
隔离型RS485电路在非隔离型的基础上增加了隔离性能,适用于外部节点连接高压的情况,提供更强的抗干扰性和系统稳定性。
RS485自动收发电路硬件设计
自动收发电路比普通485电路多一个晶体管控制使能引脚。R9限流电阻和R8上拉电阻通常为4.7K,使能引脚在晶体管未导通时被上拉。接收数据时,RS485_TX引脚保持高电平,VGS为高电平,NPN三极管Q1导通,RE和DE相连的引脚通过晶体管下拉到GND,此时接收使能,处于接收状态。发送数据时,晶体管导通,将RS485_TX引脚拉低。
EMC设计
RS485接口电路在设计时需要考虑电磁兼容性(EMC),采取以下措施:
1. 共模电感 :L1共模电感能够衰减共模干扰,提高产品的抗干扰能力,并减小对外辐射。共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~ 2200Ω/100MHz,典型值选取1000Ω/100MHz。
2. 滤波电容 :C1和C2为滤波电容,提供低阻抗的回流路径,减小对外的共模电流。电容容值选取范围为22PF~1000pF,典型值选取100pF。若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求,差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压。当电路上有多个节点时,可能需要降低或去掉滤波电容的值。
3. 跨接电容 :C3为接口地和数字地之间的跨接电容,典型取值为1000pF,容值可根据测试情况进行调整。
4. 防雷设计 :为了满足IEC61000-4-5或GB17626.5标准,需要设计防雷电路。D4为三端气体放电管组成第一级防护电路,抑制线路上的共模和差模浪涌干扰。PTC1和PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路,限制通过气体放电管的电流,确保大部分能量通过气体放电管释放。
总结
RS485接口电路设计需要考虑信号传输、抗干扰能力、EMC设计以及防雷保护等方面。通过合理设计硬件和软件,可以确保RS485接口的稳定可靠运行。
其他小伙伴的相似问题:
RS485接口电路的应用场景有哪些?
RS485接口电路的传输距离限制是多少?
如何选择合适的RS485滤波电容?