波特率自适应RS-485中继器的设计
周德君
（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司安徽马鞍山243000)
设计开发
摘要:RS4-85通讯在工业控制及自动化仪表中被广泛采用，它具有电路结构简单，抗干扰能力强，传输距离远等特点。RS-485总线网络只能以总线型进行布线,网络不能出现分支，因此对实际布线设计及施工造成很大难度。本文介绍了一款波特率自适应RS-485总线中继器电路，该电路可以实现总线隔离、分支、扩展等功能，有效改善了电路拓扑结构，提高可靠性及适应能力，为工程施工带来极大的使利。
关键调：SP485接口芯片电气隔离光耦浪涌抑制
中图分类号：TP273
文献标识码:A
RS-485标准是由电子工业协会(EIA)和通讯工业协会(TIA)两个行业协会共同开发和制订的。RS-485总线作为一种多点差分数据传输的电气规范规，已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之。485通信接口允许在一对双绞线上实现主从结构的多点双向通信，即一个主站，若于个从站它具有的噪声抑制能力，数据传输速率、电缓长度及可靠性是其他标准无法比拟的。因此，许多领城都采用RS一485作为数据传输链路。如工业控制、智能仪表、智能楼字等。 RS-485.总线采用终端匹配的总线型结构拓扑结构，用一条连续的通讯总线将各个节点串联起来。总线上的每个引出节点分支电缆长度应尽可能的缩短，以降低分支电缆的反射信号对总线的影响。采用485分支器可以将总线连接变为星形连接，消除分支电缆信号反射对总线的影响，优化了网络拓扑结构
本分支器电路主要由485接口芯片、光耦、防浪通电路、隔离电
源及相关的阻容元件构成。该电路可以自动识别并切换总线数据流方向，自动适应总线波特率的变化，同时还具有电气隔离和防雷防
RO h 2 DE3 DI
SP485
图1SP485芯片引脚排列
R ONDI
R12
TDLTU
OND
GRDt
收稿日期：2016-04-20
OND Vcc R4
DE
GNDI
Vco GND
2 U3
C1:
ND
文章编号：1007-9416(2016)07-0179-01 浪涌的功能。
1485接口芯片
485接口芯片采用Sipex公司增强型低功耗半双工SP485芯片 SP485满足RS-485和RS-422规范，数据传输速率高达5Mbps SP485采用SOIC8及PDIP8两种封装形式，图1为SP485的引脚配置图。1#脚RO为接收器输出，2#脚/RE为接收器使能端，3#脚DE为发送器使能端，4#脚为发送器输人，5井脚为GND.6脚为同相发送器输出/接收器输人，7#脚为反相发送器输出/接收器输入，8#
脚为Vcc。 2电路原理
电路原理见图2，U1、U4为485接口芯片，U2、U3为光耦，R1 R10和R2、R9分别为总线上拉及下拉电阻。图中U1、U4收发使能端短接，分别通过光想受总线另一侧的芯片的输出端控制。R4R8为接收器输出下拉电阻、R5、R7为输出限流电阻，电容C1、C2为接收器 RO输出端的抗干扰电容。
当总线电平A1大于B10.2V时，U1的RO端输出为高电平，光耦U3输出端截止，U4的收发使能端DE、/RE通过电阻R6下拉接地此时U4的接收端处于接收状态，驱动器输出为高阻态。由于电阻 R9,R10的作用，使的总线电平A2大于B2。
当总线电平为A1小于B10.2V时，U1的RO端输出为低电平，
光耦U3输出端导通，U4的收发使能端DE、/RE拉为高电平。此时U4 的接收端处于高阻状态，驱动器输出有效。由于数据输入端DI接地，驱动器输出A低，B高，总线上的电平A2小于B2。
当数据传送结束后，总线接口A，B端上拉电阻及下拉电阻的作用使得RS-485芯片自动回到接收状态，无论总线哪一侧来数据均可自动响应。由于RS-485芯片接收和发送使能控制信号均由总线通讯数据本身自动产生，不需要额外的控制电路及延时电路，数据流向自动切换，数据通讯实时透明传输，不受总线波特率变化的影响。
OND2
R8
ont R7
图2通讯电路原理图
G2
U4
GN
+
R13 R14
oND2
ID3
GND
.下转第181页
作者简介：周德君(1982一)男，安徽马鞍山人,浙江大学电气工程及自动化专业，大学，主要研究方向为冶金矿山智能仪表开发。
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