无极性RS485通信芯片

无极性485（SYE3085N）总线在智能抄表系统中的应用1 引言智能抄表系统由主站通过传输媒体将多个用户仪表的数据集中抄读的系统。

它是用现代化的通讯手段去抄读这些仪表的数据，而不用到现场。

智能抄表系统一般是集中抄表系统与数据远程通讯的组合。

网络远程集中抄表是工业和民用中新兴的一项实用技术，结合了计算机、网络、信和工业自动化等现代化技术，并随着技术的不断发展而出现许多不同的实现手段。

本文详细介绍了SYE3085N总线在这种智能抄表系统中的应用。

2 智能抄表系统硬件设计2.1 SYE3085N通讯网络设计SYE3085N总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一，采用SYE3085N总线设计网络也是基于这些原因。

SYE3085N总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出;在接收端，接收器将差分信号变成TTL 电平，因此具有抗共模干扰的能力。

根据RS-485标准，传送数据速率达100kbit/s时通讯距离可达1200m。

本文中SYE3085N总线包括数据采集器和数据集中器两个独立的子系统。

在这种主从式的一点对多点的连接中，数据集中器是主机（即所谓的上位机），数据采集器为从机（即下位机）。

网络结构图如图1所示。

网络拓扑结构为总线型。

网络中只能有一个主设备（Master），从设备从不进行主动通讯。

数据集中器作为主设备，主动开始一个通讯过程，即发送指令和数据。

而数据采集器作为从设备监听总线，随时准备响应总线指令，回应数据集中器。

图1 基于SYE3085N总线网络的集中器与采集器结构图2.2 采用SYE3085N的优势SYE3085N是一款无极性485通信接口芯片，完全兼容RS-485，其突出的优点是其输入端A、B没有正负极性的区分，无论输入端的两条接线如何连接，都不会影响正常的通信。

因此，在抄表系统中使用时，能够彻底杜绝由于接线的正负端与485的极性不符使通信不畅所带来的麻烦，大大提高工程质量和系统工作的稳定性和可靠性。

第1章绪论1.1 RS485简介及应用RS485是一种对于数据传输制定的标准，主要针对接口制定了一些电气规定，数据的主要传输方式是差分形式。

RS485接口标准的英文全称为“Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systerms”，为方便起见，人们将全称简化为了RS485。

由于RS485是在RS422和RS232上面演变出来的，所以相对它们有较多优点。

例如以前RS232的总线节点数为1发1收，RS422的总线节点数为1发10收，而目前RS485的总线节点数为1发至少32收[2]；带负载能力变强，RS232可以驱动3KΩ~7KΩ的负载，RS422可以驱动100Ω的负载，而RS485可以驱动54Ω的负载。

除举例的几点外RS485还有其他相对的优点，像驱动器的共模电压范围等等。

RS485总线对于数据通信存在一些不能兼容的问题，其传输的最大速率和最大距离不能同时达到最大，也就是说当RS485总线的数据传输速率最大时其传输距离为最小，这时如果想要达到远距离传输[3]，应在传输总线上增加RS485中继器来达到[4]。

同样，当数据通信为最远时，这时数据传输速率又处于最小。

所以对于不一样的使用领域需要设计相应的RS485接口芯片[5]。

本文设计的无极性RS485接口芯片适用于中等通信速率及中等通信距离场所。

目前已有的RS485接口芯片上限可以达到10Mbps的数据率，传输距离超过1200米[6]。

RS485接口标准得到广大用户青睐的一个主要原因是RS485使用起来方便，而且如果用户有其他特别需求可以在RS485标准的基础上设立自己额外的标准。

比如PROFIBUS-DP、CAN、FF、Modbus及INTERBUS-S的物理层协议都是构建在RS485标准协议的基础上，或是与RS485标准协议保持兼容[7]。

图 1 驱动器整体电路图3 原理分析无极性 RS485 芯片应用在 RS485 传输网络中，驱动器模块主要将源端的数字信号转换成总线上的高低电平，然后继续在网络中传输。

在转换过程中需要过流检测模块，电压检测模块，控制模块以及输出模块来构成整个系统。

电流检测模块主要检测 A、B 端口的短路电流的大小，当电流过大时，会减少输出端的电流支路，达到减小电流目的；电压检测模块主要检测 A、B 端口的电压，当电压大于 5 V 或者小于 0 V，输出就会跳变，达到二重保护的作用；控制模块通过外部输入的数据及集成电路应用 第 36 卷期（总第 314 期）2019 年 11 月 173.4 输出模块（1）B 端口输出高低电平分析。

输出模块电路如图 4，分为上下两部分，其中上部分电路负责将输出端口 B 抬为高电平，而下部分电路负责将输出端口 B 拉为低电平。

输出模块的输出主要由控制模图 4 输出模块表 2 “1”输入控制模块的输出图 3 电压检测模块图 2 过流检测模块5 结语本文介绍的无极性 RS485 芯片驱动器的设计方法，能很好地解决驱动器电路中存在的漏电，短路电流过大以及总线上电压异常造成 MOS 管损坏等问题。

驱动器电路能准确识别输入端传输的数据，并且以差分对的形式在 A、B 总线上无误差的传输。

参考文献[1] 耿立中,王鹏,马骋,贾惠波.RS485高速数据传输协议的设计与实现[J].清华大学学报(自然科图 5 过流检测模块输出电压波形图 6 电压检测模块输出电压波形图 7 驱动器输出电压波形图 8 驱动器输出短路电流波形18 集成电路应用 第36卷第11期（总第314期）2019年11。

SYE3085(SOP-8)无极性485芯片专利号：20102064117581，RS-485芯片介绍：RS-485是一种国际通用串口通信标准，RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点，被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。

但RS-485芯片通信引脚有AB极性之分，通信模式要求必须A-A、B-B连接，否则系统将无法正常工作，这在实际使用中带给现场通信线的施工与维护诸多麻烦。

我国智能化电网建设需要大量的485接口电表，采用常规的485芯片存在着通信线极性的识别问题，一般485电表的现场施工20-30%的问题是485通信线的极性问题引起的。

2，无极性485芯片SYE3085介绍：无极性485芯片SYE3085是一种最新专利技术生产的通信引脚没有极性的485芯片，无论引脚和功能完全兼容现有RS-485芯片。

采用无极性485芯片通信的仪表、设备，通信线路的现场施工没有极性识别问题、不需多色线，将使现场施工与维护方便、廉价、高效和高质，将是RS-485芯片的升级换代产品。

3，无极性485芯片SYE3085性能说明：a)工作电压：5.0V。

b)最高工作速率2.5Mbps，最低工作速率25bps。

c)工作温度：-40℃至+85℃。

d)共模电压：-7V至+12V。

e)静电保护（ESD）:20kV;f)负载驱动能力：256个。

g)SYE3085在使用上完全兼容普通485芯片。

4，无极性485芯片SYE3085使用说明：a）要顺利的完成无极性通信工作，注意去掉通信系统中被叫485芯片通信引脚上的上下拉电阻，在通信引脚间并联双向放电管（如P6KE6.8CA）,任意一个引脚串联60欧姆热敏电阻，即可抵抗4000V雷击浪涌和380V AC电源冲击（如图）。

b）由于SYE3085芯片采用了2ms内部上拉技术，当采用两线制通信模式（收发控制线做发送数据线、发送数据线接地使用）时，通信引脚负载驱动能力一样强大。

RS485芯片介绍及典型应用电路1. 高传输速率：RS485支持最高10Mbps的传输速率，可以满足大部分应用场景的需求。

2.长传输距离：RS485可以支持最长1200米的传输距离，适用于需要跨越大面积的数据传输场景。

3.多节点通信：RS485支持多节点的串行通信，最多可以连接32个节点，可以灵活实现多节点之间的数据传输。

4.抗干扰能力强：RS485采用差分信号传输方式，具有较强的抗干扰能力，适用于工业环境等电磁干扰较大的场景。

1.工业控制系统：RS485适用于工业自动化领域的数据传输需求，可以连接传感器、执行器等设备与主控系统进行数据交互。

例如，将温湿度传感器、压力传感器等设备通过RS485接口连接到PLC（可编程逻辑控制器）上，实时采集数据并控制工业过程。

2.电力系统监测：RS485经常用于电力系统的远程监测和控制，可以连接电表、断路器等设备与监测中心进行数据传输。

例如，电网运营商可以使用RS485通信将多个电表的电能数据传输到监测中心，实现对电力系统的远程监控和管理。

3.楼宇自动化系统：RS485可以应用于楼宇自动化系统中，实现楼宇内各种设备的控制和管理。

如，将空调、照明、门禁等设备连接到一台中央控制器，通过RS485通信与中央控制器进行数据传输，实现智能化的楼宇管理。

4.网络通信设备：RS485芯片可以用于网络通信设备的数据传输，如路由器、交换机等设备与服务器之间的通信。

通过RS485接口，这些设备可以实现高速、长距离的数据传输，提高网络通信的稳定性和可靠性。

在RS485通信电路中，常见的典型应用电路是星型拓扑结构和总线拓扑结构。

星型拓扑结构下，每个设备都与主控制器直接相连，主控制器可以独立与每个设备进行通信。

这种拓扑结构适用于相对较小的系统，例如楼宇自动化系统中的一栋大楼。

总线拓扑结构下，多个设备通过RS485通信连接成一条总线，主控制器与总线相连，可以与总线上的任意设备进行通信。

这种拓扑结构适用于较大规模的系统，例如电力系统监测中的多个监测点。