一、前言
在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域中，通常使用串行通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最初的RS232接口，由于外界應(yīng)用環(huán)境等因素，經(jīng)常因電氣干擾而導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤。除此之外，RS232接口只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，不具備聯(lián)網(wǎng)功能，而且其最大傳輸距離僅有15米，不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離通訊要求。RS485則解決了這些問(wèn)題，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，最大傳輸距離約為1219米，允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線(xiàn)上。
考慮到節(jié)能、低功耗等原因，系統(tǒng)電壓由傳統(tǒng)的5V轉(zhuǎn)為3.3V，因此3.3V供電的RS485接口應(yīng)運(yùn)而生。
二、RS-485標(biāo)準(zhǔn)概述
RS-485數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線(xiàn)將A-A與B-B對(duì)應(yīng)相連。當(dāng)線(xiàn)路A高于線(xiàn)路B電平(VA-VB> +200mV)時(shí)，接收端輸出為邏輯高電平(RO=1);當(dāng)線(xiàn)路A低于線(xiàn)路B電平(VA-VB<-200mV)時(shí)，接收端輸出為邏輯低電平(RO=0)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的輸入端邏輯電平為高(DI=1)時(shí)，線(xiàn)路A電平高于線(xiàn)路B電平;當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的輸入端邏輯電平為低(DI=0)時(shí)，線(xiàn)路A電平低于線(xiàn)路B電平。見(jiàn)圖1。
三、低壓RS-485網(wǎng)絡(luò)電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、共模干擾
RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)，一般收發(fā)器能夠承受的共模電壓范圍為-7V至+12V，一旦共模電壓超出此范圍，將會(huì)影響通信的可靠性，甚至損壞接口。由于每個(gè)系統(tǒng)都會(huì)有獨(dú)立的地回路，在遠(yuǎn)距離通信條件下，系統(tǒng)間的地電位差VGPD將會(huì)很大。發(fā)送器的輸出共模電壓為VOC,那么接收器輸入端的共模電壓VCM=VOC+VGPD，RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOC小于等于3V，但VGPD的幅度可達(dá)十幾伏甚至數(shù)十伏，并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)，導(dǎo)致接收器的共模輸入VCM超出正常范圍，并在信號(hào)線(xiàn)上產(chǎn)生干擾電流。解決此類(lèi)問(wèn)題的方法是：
a、通過(guò)帶隔離的DC-DC將系統(tǒng)電源和RS-485收發(fā)器的電源隔離，如圖2所示;
圖2：低壓3.3V隔離電源方案圖
b、通過(guò)光耦將信號(hào)隔離，減小共模電壓的影響。
采用該方法時(shí)，總線(xiàn)收發(fā)器的信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)與本地信號(hào)的電源是相互隔離的。
