光电隔离RS485典型电路

3.1 抗雷击和抗静电冲击RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电的冲击而损坏。

在传输线架设于户外的使用场合，接口芯片乃至整个系统还有可能遭致雷电的袭击。

选用抗静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失，常见的芯片有MAX485E、MAX487E、MAX1487E等。

特别值得一提的是SN75LBC184，它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8kV的静电放电冲击，是目前市场上不可多得的一款产品。

3.2 限斜率驱动由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射，使有效信号和无效信号在传输线上相互迭加，严重时会使通信无法正常进行。

为解决这一问题，某些芯片的驱动器设计成限斜率方式，使输出信号边沿不要过陡，以不致于在传输线上产生过多的高频分量，从而有效地扼制干扰的产生。

如MAX487、SN75LBC184等都具有此功能。

3.3 故障保护故障保护技术是近两年产生的，一些新的RS-485芯片都采用了此项技术，如SN75276、MAX3080~MAX3089。

什么是故障保护，为什么要有故障保护，如果没有故障保护会产生什么后果？众所周知，RS-485接口采用的是一种差分传输方式，各节点之间的通信都是通过一对（半双工）或两对（全双工）双绞线作为传输介质。

根据RS-485的标准规定，接收器的接收灵敏度为±200mV，即接收端的差分电压大于、等于+200 mV时，接收器输出为高电平；小于、等于-200mV时，接收器输出为低电平；介于±200mV之间时，接收器输出为不确定状态。

在总线空闲即传输线上所有节点都为接收状态以及在传输线开路或短路故障时，若不采取特殊措施，则接收器可能输出高电平也可能输出低电平。

一旦某个节点的接收器产生低电平就会使串行接收器（UART）找不到起始位，从而引起通信异常，解决此类问题的方法有两种：（1）使用带故障保护的芯片，它会在总线开路、短路和空闲情况下，使接收器的输出为高电平。

rs485总线典型电路图
RS485电路全体上能够分为隔绝型与非隔绝型。

隔绝型比非隔绝型在抗搅扰、体系安稳性等方面都有更超卓的体现，但有一些场合也能够用非隔绝型。

咱们就先讲一下非隔绝型的典型电路，非隔绝型的电路十分简略，只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O操控口联接就能够。

如图1所示：
图1、典型485通讯电路图（非隔绝型）
当然，上图并不是无缺的485通讯电路图，咱们还需求在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。

基地的R16是匹配电阻，通常是120Omega;，当然这个详细要看你传输用的线缆。

（匹配电阻：485悉数通讯体系中，为了体系的传输安稳性，咱们通常会在榜首个节点和究竟一个节点加匹配电阻。

所以咱们通常在方案的时分，会在每个节点都设置一个可跳线的120Omega;电阻，至于用仍是不必，由现场人员来设定。

当然，详细怎样区别榜首个节点仍是究竟一个节点，还得有待现场的专家们来答复呵。

）TVS咱们通常选用6.8V的，这个咱们会在后边进一步的解说。

RS-485规范界说信号阈值的上下限为plusmn;200mV。

即当A-
B200mV时，总线状况应标明为1；当A-Blt;-200mV时，总线状况应标明为0。

但当A-B在plusmn;200mV之间时，则总线状况为不断定，所以咱们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量防止这种不断定状况。

RS485收发的3种典型电路-重点-自动收发电路三种常用电路如下：1、基本的RS485电路上图是最基本的RS485电路,R/D为低电平时，发送禁止，接收有效，R/D 为高电平时，则发送有效，接收截止。

上拉电阻R7和下拉电阻R8，用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，提高RS485节点与网络的可靠性，R7，R8，R9这三个电阻，需要根据实际应用改变大小，特别是使用120欧或更小的终端电阻时，R9就不需要了，此时R7，R8使用680欧电阻。

正常情况下，一般R7=R8=4.7K，R9不要。

图中钳位于6.8V的管V4，V5，V6，都是为了保护RS485总线的，避免受外界干扰，也可以选择集成的总线保护原件。

另外图中的L1，L2，C1，C2为可选安装原件，用于提高电路的EMI性能.2、带隔离的RS485电路根本原理与基本电路的原理相似。

使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS485收发器提供+5V电源。

电路中的光耦器件速率会影响RS485电路的通信速率。

上图中选用了NEC 的光耦PS2501，受其影响，该电路的通讯速率控制在19200bps下。

3、自动切换电路上图中，TX,RX引脚均需要上拉电阻，这一点特别重要。

接收：默认没有数据时，TX为高电平，三极管导通，RE为低电平使能，RO收数据有效，MAX485为接收态。

发送：发送数据1时，TX为高电平时，三极管导通，DE为低电平，此时收发器处于接收状态，驱动器就变成了高阻态，也就是发送端与A\B 断开了，此时A\B之间的电压就取决于A\B的上下拉电阻了，A为高电平、B为低电平，也就成为了逻辑1了。

发送数据0时，TX为低电平，三极管截止，DE为高电平，驱动器使能，此时正好DI是接地的，也就是低电平，驱动器也就会驱动输出B 为1，A为0，也就是所谓的逻辑0了。

理解自收发的作用，关键是要理解RE和DE的作用，尤其是DE为0时，驱动器与A\B之间就是高阻态，也就是断开状态，而且A\B都要有上下拉电阻。

光电隔离RS485典型电路一、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线上加一个的上拉偏置电阻；在B 线上加一个的下拉偏置电阻。

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120Ω设置一个可跳线的．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-B>200mV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**常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。

RS-485总线光电隔离中继器的设计介绍了RS-485总线光电隔离中继器的设计原理和实现方法。

与传统中继器相比, 电路融合了光电耦合隔离技术和自动切换技术,极大地提高了系统的安全性和可靠性。

标签：RS-485 光电耦合隔离中继器一、引言RS-485总线是测控领域广泛采用的一种现场总线形式,由于采用了平衡发送和差分接收的方式,可以有效地克服共模干扰,并具有较高的数据传输速率和传输距离。

RS-485总线传输的最大距离为1200米,使用中继器可以突破这个距离限制,扩展RS485网络。

本文通过对常用RS-485总线接口器件MAX3471工作原理深入分析的基础上采用光电耦合隔离和自动双向切换技术,设计了一种简单实用的RS-485总线光耦隔离中继器。

与传统RS-485中继器相比,本文设计的中继器传输信号稳定可靠,具有防雷击、电气隔离传输信号等独特优点,可广泛应用于各种大型测控系统。

二、总体设计结构上采用双信号端对称设计,分别称为信号1端和信号2端,它们都可以作为发送端和接收端使用。

由于RS-485采用半双工方式,同一时刻只允许一个作为发送端,另一个作为接收端。

光耦隔离芯片是信号端之间的传输媒介,隔离前后的信号摆脱了电气连接,对系统安全起到了防护作用。

外部电源采用+5V或+9V~+24V直流电源。

由于通信网络各点地相位差异较大,采用隔离电源分别给信号端供电,使得信号1端GND、信号2端GND和电源端GND三者之间相互隔离,这样即使在某一端短路的情况下也不会危及整个网络,对网络及其设备起到了很好的保护作用。

三、工作原理与分析1. 隔离电源与信号隔离系统采用+5V直流电源直接供电或+9~+24V的直流电源供电。

采用+9~+24V 直流电源供电时,需要将输入电压转换为+5V直流电。

LM2576是五端稳压器,五个端口分别是输入端、输出端,使能端(低电平有效),反馈端和地端。

按典型电路输入+9~+24V直流电,将从输出端将得到+5V直流电。

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RS4 85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-B>200mV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R S-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。

485通讯协议怎么使用（传统光电隔离的典型电路实例）RS485总线标准是工业中（考勤，监控，数据采集系统）使用非常广泛的双向、平衡传输标准接口，支持多点连接，允许创建多达3两个节点的网络；最大传输距离1200m，支持1200 m时为100kb/s的高速度传输，抗干扰能力很强，布线仅有两根线很简单。

RS485通信网络接口是1种总线式的结构，上位机（以个人电脑为例）和下位机都挂在通信总线上，RS485物理层的通信协议由RS485标准和PLC的多机通讯方式。

传统光电隔离的典型电路VDD与+5V1（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，ISL3152EIBZ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485的损坏率，提高了系统稳定性。

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影响。

第一步，配置好串口发送、接收端引脚和485控制引脚；因为RXD1引脚相对于STM32芯片来说是接收外来数据，所以设置为输入；TXD1引脚相对于STM32芯片来说是对外发送数据，所以设置为输出；TRE1 引脚是对外发送1或0高低电平命令，所以设置为输出；/******************************************************************函数名称：UART2Init*功能描述：对串口2参数进行设置、485控制端口初始化**输入参数：无*返回值：无*其他说明：无*当前版本：v1.0*-----------------------------------------------------------------*******************************************************************/void UART2Init（void）{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_USART2，ENABLE）;RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA，ENABLE）;RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOB，ENABLE）;RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOC，ENABLE）;//使能外设时钟//GPIO结构的成员设置如下：/*--------------485控制端初始化------PA1----------*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 ;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50M时钟速度GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_Init（GPIOA，GPIO_InitStructure）;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //485_TXGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出GPIO_Init（GPIOA，GPIO_InitStructure）;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //485_RXGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入GPIO_Init（GPIOA，GPIO_InitStructure）;//串口的结构成员设置如下：USART_ART_BaudRate = 9600;USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_ART_Parity = USART_Parity_No;USART_ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_ART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;USART_Init（USART2，USART_InitStructure）;USART_Cmd（USART2，ENABLE）;/*方法一：清发送完成标志*/// USART_ClearFlag（USART3，USART_FLAG_TC）;/*方法二：获取串口1状态标志位*/USART_GeTITStatus（USART1，USART_FLAG_TC）;}第二步：发送数据这里需要注意的是：/* CPU的小缺陷：串口配置好，如果直接Send，则第1个字节发送不出去如下两个方法语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题*/方法一：USART_ClearFlag（USART3，USART_FLAG_TC）; /*清发送完成标志，Transmission Complete flag */方法二：/*获取串口1状态标志位*/USART_GeTITStatus（USART1，USART_FLAG_TC）;刚上电时出现乱码的原因：while（USART_GetFlagStatus（USART2，USART_FLAG_TXE）== RESET）; // USART_FLAG_TXE---检测发送数据寄存器空标志位如果USART_FLAG_TC---发送完成标志位（1）当设为USART_FLAG_TXE---检测发送数据寄存器空标志位为空，但是发送移位寄存器不为空，数据还没有完全的发送出去，又有数据就被写进来了，所以就会容易出现乱码；（2）当设为USART_FLAG_TC检测发送完成标志位为空，即发送移位寄存器为空，数据才真正的发送出去，因此此时又有数据被写进来也不会发生乱码1STM32的数据发送有两个中断标志，一个是发送数据寄存器空标志，一个是发送完毕标志。

RS485 收发的三种常用电路
三种常用电路如下：
1、基本的RS485 电路
上图是最基本的RS485 电路,R/D 为低电平时，发送禁止，接收有效，
R/D 为高电平时，则发送有效，接收截止。

上拉电阻R7 和下拉电阻R8，用于保证无连接的SP485R 芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，提高RS485 节点与网络的可靠性，R7，R8，R9 这三个电阻，需要根据实际应用改变大小，特别是使用120 欧或更小的终端电阻时，R9 就不需要了，此时R7，R8 使用680 欧电阻。

正常情况下，一般R7=R8=4.7K，R9 不要。

图中钳位于6.8V 的管V4，V5，V6，都是为了保护RS485 总线的，避免
受外界干扰，也可以选择集成的总线保护原件。

另外图中的L1，L2，C1，C2 为可选安装原件，用于提高电路的EMI 性能.
2、带隔离的RS485 电路
根本原理与基本电路的原理相似。

使用DC-DC 器件可以产生1 组与微处。