引 言
在工业操控设备之间中长间隔通讯的许多计划中，RS485总线因其硬件规划简略、操控便利、本钱低一级长处，广泛运用于工厂主动化、工业操控、小区监控、水利主动测控等范畴。RS485总线选用平衡式发送、差分式接纳的数据收发器来驱动，各节点之间的通讯是以一对双绞线作为传输介质。与RS232接口比较，RS485总线的传输间隔更长、抗搅扰才能也更强。RS485总线具有以下一些特色：
①接口选用平衡驱动器和差分接纳器，抗共模搅扰才能强，即抗噪声搅扰性好。
②收发器输出A、B之间的电平为+2～+6 V，是逻辑“1”;为-6～-2 V，是逻辑“0”。信号电平比RS232下降了，不易损坏接口芯片。还有“使能”操控信号，可使收发器处于高阻状况，堵截与传输线的衔接。
③接纳器的输入灵敏度为200 mV。即在当收端VA-VB>+200 mV时，输出为逻辑“0”;VA-VB-200 mV时，输出为逻辑“1”。
④最高传输速率为10 Mbps，最大传输间隔规范值为1 200 m。
⑤在节点数为32个、装备120 Ω终端电阻的状况下，驱动器至少还能输出1.5 V电压(终端电阻的巨细与所用双绞线的参数有关)。
⑥具有多站点传输才能，即总线上答应挂接多个收发器，可树立设备网络。
在传统的RS485总线节点规划的基础上，本文根据ADI公司推出的带阻隔的增强型RS485收发器AD-uM2483，选用磁耦阻隔和硬件零延时技能所规划的RS485总线节点，具有杰出的抗搅扰性和较高的通讯速率，可运用在一些环境比较复杂的工业场合。
1 规划思维
RS485总线节点由单片机STC12C5410AD、带阻隔的RS485收发器ADuM2483、高速三极管等组成。其间，ADuM2483的运用图如图1所示。STC12C5410AD是宏晶科技出产的单时钟/机器周期(1T)单片机，是高速/低功耗/超强抗搅扰的新一代8051单片机，指令代码彻底兼容传统8051，但速度快8～12倍。其内部集成MAX810专用复位电路、4路PWM、通用全双工异步串行口(UART)，可用定时器软件完成多串口;8路高速10位A/D转化，宽电压，不怕电源颤动，高抗静电(ESD维护)，特别适用于强搅扰场合。
在状况比较复杂的现场中，各节点之间存在很高的共模电压。尽管RS485总线选用平衡式发送、差分式接纳的数据收发器来驱动，具有必定的抗共模搅扰才能，但当共模电压超越其极限接纳电压时，RS485收发器就无法作业了，严峻时乃至会焚毁芯片和仪器设备。因而，为了习惯强搅扰环境乃至更严苛的功用要求，有必要对RS485总线各节点实施电气阻隔。
传统的RS485阻隔总线节点是由光电耦合器和RS485总线收发器(如MAX485)构成，运用光束来阻隔和维护检测电路，在高压和低压电气环境之间供给一个安全接口。现在，一般运用6N137光电阻隔器材，用MAX485作为RS485总线收发器。Toshiba公司的6N137作业电压为5V，数据最高传输速率为10 Mbps，作业温度一般为0～70℃;阻隔电压为2 500 V(有效值)，以DIP8封装，每个芯片仅供给一个阻隔通道，体积大，稳定性差，功耗高，LED易老化。这些功用现已约束了6N137在更高要求的环境中运用。本文选用ADI公司的ADuM2483。它是一款带阻隔的RS485收发器和一个3通道的数字阻隔器，是现在性价比很高的RS485收发器，功用上相当于1个MAX485和3个6N137光耦阻隔器，可满意RS485总线节点的要求。
2 ADuM2483简介
ADuM2483选用的iCoupler技能是根据芯片尺寸的变压器，而不是根据光电耦合器所选用的LED与光电二极管的组合。这种技能因为取消了光电耦合器中的光电转化进程，而且选用iCoupler变压器专利技能集成变压器驱动和接纳电路，然后完成了光电阻隔器无法比拟的功用优势。因为运用晶片级制作工艺直接在芯片上制作iCoupler变压器，所以iCoupler通道比光电耦合器更为有效地完成通道之间的集成，也更容易地完成其他半导体功用。
iCoupler数字阻隔器无需驱动LED的外部电路，功耗仅为光电耦合器的1/10～1/50。这种新的根据电磁的阻隔办法，在抗高温影响方面远优于光电耦合器。iCoupler数字阻隔器在125℃高温环境下功用和可靠性并不下降，因而能够选用低本钱、小体积的SOIC封装。别的，iCoupler数字阻隔器的阻隔通道具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模按捺才能，因而十分适合于各种工业上的运用(包含数据通道、数据转化接口，以及其他多通道阻隔运用)。
ADuM2483包含1个3通道阻隔器、1个带三态输出的差分驱动器和1个带三态输入的差分接纳器。其1/8单位负载的接纳器输入阻抗答应多达256个收发器接入总线，最高传输速率可达500 kbps;逻辑端兼容3 V/5 V作业电源，总线端5 V供电。
ADuM2483选用限摆率驱动器，较低摆率下降了不恰当的终端匹配和接头发生的误码。其接纳输入具有真实的失效维护功用，当接纳器输入为开路、短路、或空闲时，真实的失效维护可使接纳器的输出逻辑变高。在上电进程中或接入一个已上电的底板时，其热插拔回路可消除因为对使能和差分接纳器输入端的扰动而导致的过错数据。ADuM2483的驱动器具有短路电流约束，并能够通过热关断维护电路将驱动器输出置为高阻状况，避免过度的功率损耗。芯片封装选用易于运用的SOW16封装，工业级温度规模内无需任何分立元件就可完成RS485功用。其主要特色如下：
◆传输速率高，最高可达500 kbps;
◆带载才能强，总线上最多能够挂接256个节点;
◆具有±2 kV的ESD维护功用和热关断维护功用;
◆工业级温度规模为-40～+85℃;
◆瞬态高共模按捺才能，真实防毛病设备的接纳输入端;
◆低功耗，最大2.5 mA的作业电流;
◆体积更小，集成度高，大大减小了印制电路板的面积。
3 RS485总线节点规划
ADuM2483所阻隔的两头有各自的电源和参阅地。其间，逻辑端电压为2.7～5.5 V，能够完成低电压供电，然后进一步下降体系功耗;总线端5 V供电，本文规划的接口电路的逻辑端电压选用5 V供电。电源和参阅地之间需接入0.1μF龟容，以滤除高频搅扰。需求留意的是：图中，GND1与GND2是2个不同的参阅地，否则将达不到阻隔的作用。
