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怎么构建一个高质量的RS485通讯网络

RS-485接口芯片能担当起一种电平转化的角色,把TTL信号、COMS信号等转化为能在485总线上传输的差分信号,把接收到的485差分信号转化为MCU能…

RS-485接口芯片能担当起一种电平转化的人物,把TTL信号、COMS信号等转化为能在485总线上传输的差分信号,把接纳到的485差分信号转化为MCU能够辨认的TTL或COMS电平,在工业操控、仪器、外表、多媒体网络、机电一体化产品等许多范畴得到了广泛应用。但在RS485通讯中,常常会存在通讯间隔不远、通讯质量差等问题。为进步RS485的通讯质量,除了选用终端匹配的总线型结构外,在体系规划中一般要考虑以下几个问题。

1.毛病维护

  依据RS-485的规范规则,接纳器的接纳灵敏度为±200mV,这意味着当接纳端的差分电压大于等于+200mV时,接纳器输出为高电平,小于等于-200mV时输出为低电平,介于±200mV之间时,接纳器输出为不确定状况。在总线闲暇(即传输线上一切节点都为接纳状况)以及传输线开路或短路毛病时,若不采纳特别办法,接纳器或许输出高电平或许低电平。一旦某个节点的接纳器发生低电平,就会使串行接纳器(UART)找不到开始位,然后引起通讯反常。

  为处理该问题,许多RS485接口芯片引入了毛病维护。例如,上海英联电子的UM3085/UM3088输入灵敏度为-50mV/-200mV,即差分接纳器输入电压UA-B≥-50mV时,接纳器输出逻辑高电平,假如UA-B≤-200mV,则输出逻辑低电平。当接纳器输入端总线短路或总线上一切发送器被制止时,接纳器差分输入端为0V,然后保证总线闲暇、短路时接纳器输出高电平。

2.防雷电冲击

  RS-485接口芯片在运用、焊接或设备的运送途中都有或许遭到静电冲击而损坏。在传输线架设于野外的运用场合,接口芯片甚至整个体系还有或许遭受雷电突击。选用抗静电或抗雷击的芯片可有用避免此类丢失。UM3085/UM3088芯片内部集成了ESD维护电路,人体模型ESD维护和机器模型ESD维护别离到达15kV和2kV.此外,英联电子还有一套完善的ESD维护计划(图1),使体系能在更为严苛的瞬态高压冲击环境中牢靠运转。

图1:RS485芯片防雷和防浪涌电压规划

  RS485芯片的供电电源一般来自于变压器,当呈现较为恶劣电压变化时,电源上或许会呈现一些瞬态浪涌高压,图中UM07能够很好地将这些瞬态电压钳位,维护接口芯片。与此同时,关于总线的两个通讯端口,选用UESD712进行维护,能够起到很好的防雷作用。

3.光耦阻隔

  在某些工业操控范畴,因为现场状况十分复杂,各个节点之间存在很高的共模电压。尽管RS-485接口选用差分传输方法,具有必定的抗共模搅扰才干,但当共模电压超越RS-485接纳器的极限接纳电压,即大于+12V或小于-7V时,接纳器就无法正常作业,严峻时甚至会焚毁芯片和仪器设备。

  处理方法是经过DC/DC转换器将体系电源和RS-485收发器的电源进行光耦阻隔(图2),彻底消除共模电压的影响,并滤除接地回路和传导噪声引起的搅扰。

4.宽的信号摆幅

  在RS485通讯中,为避免信号反射,一般在终端都接有90~120欧姆的电阻。一般的RS485接口芯片在带这样的电阻负载时,其输出电压的摆幅只要1.5~1.8V,因此在进行长间隔通讯时,因为信号的衰减,接纳器或许无法正确地接纳到信号,导致误码。UM3085/UM3088驱动器将输出信号摆幅进步到大于2.2V,然后在长间隔通讯中具有更高牢靠性。此外,UM3085/UM3088具有斜率约束的特色,能削减EMI,并能在运用阻抗不匹配的传输线时下降反射,进步通讯质量。

  综上所述,在挑选RS485接口芯片时,除了要考虑静态电流、电源电压宽度规模等参数外,还要考虑其毛病维护功用、抗静电功能、驱动才干,以及外部环境、通讯电缆等方方面面的要素,这样才干构建一个高质量的RS485通讯网络

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