纯干货！RS-485原理与设计进阶之路
从大二开始接触电子，毕业工作又有六年多，前后有近十年时间了。当中遇到挺多学习上的困惑，我觉得是时候做个总结，一方面帮自己梳理知识体系，另一方面可以帮到有需要的人。当然专辑是付费，并不多，十年的经验，一顿饭的买卖。
1、电路设计-接口设计(主讲电路接口设计的主讲各类通讯接口电路，如CAN，RS-485，SPI、IIC、CSI、DSI、LVDS等共计30篇）主要讲电子元器件选型使用的（主讲RLC、磁珠，防护器件TVS，PPTC、晶体管、运放等）好了废话不多说，开始今天的正题：之前写了RS-485入门的基础总结，点击查看。今天继续RS-485进阶之路。今天主要讲RS-485电路常用的几种电路结构、原理分析、优缺点对比、每种电路的问题点、RS-485电路的防护设计。此为RS-485电路的第二篇，下一次我们会做RS-485电路部分的收尾，届时大家如果想要更系统的学习RS-485部分的内容，可以多了一个选择，当然，其中有问题也可以一起探谈。4.1 基本电路结构
4.1.1电路结构
传统的485应用电路如下图 1 所示，RS#、DE分别控制接收和发送，具体说来：RS#、DE是相反的逻辑，因此，我们一般将ED和RE接在一起，单片机MCU向外发送数据时，将这两个引脚置位1，单片机MCU接收外界送数据时，将这两个引脚置位0。如下图所示，电路采用3线控制，UART_RXD、UART_TXD和收发控制端UART_CON。4.1.2原理分析
UART_CON为低电平，485处于接收状态，UART_CON为高电平，485处于发送状态。通过切换UART_CON的电平来达到485收发状态的切换。市面上大部分的内置RS-485的产品基本都是采用此类的方案，如上图中的UART_CON引脚。具体的 实现方式是：在空闲器件，UART_CON为低电平，MCU处于接收状态，在准备发送数据之前，MCU会拉高UART_CON，RS-485处于发送状态，发送完毕之后，UART_CON重新处于低电平，RS-485处于接收状态。此类方案的关键是软件需要掌握好485EN引脚的高低电平的时机，假设发送完数据后，没有及时切换到接收状态，而此时从机又回复数据，此时就会引起丢包，特别是在运行操作系统（Linux、WIndows等）以后，想要十分准确控制方向引脚的高低电平已经十分困难。4.1.3优缺点
优势：无需增加任何的硬件成本，且RS485的驱动能力不受影响。劣势：依赖于软件控制方向引脚，如果运行复杂的操作系统，控制引脚的优先级不够高，或者软件的优化的不够好，都会导致方向引脚的切换不及时，到时数据的丢包。并且，是否丢包还取决于从机的回复时间，测试过程不一定能够测试出来。4.2 硬件自收发的RS485电路
4.2.1电路结构
4.2.2原理分析
当UART_TXD为低电平时，DE和RE#为高电平，RS-485收发器处于发送状态，此时DI引脚是接UART_TXD的，所以AB处于低电平，即向其他节点发送低电平信号；当UART_TXD由低电平变为高电平时，DE和RE#变为低电平，RS-485收发器处于接收状态，此时AB引脚处于高阻状态，R6将B引脚拉至GND，R4将A引脚拉至VCC，此时AB为高电平，即向其他节点发送高电平信号。由于UART_TXD为高电平时，RE#=0，RS-485收发器处于接收状态，因此只需将TXD保持为高电平即可接收数据，即自动收发电路发送高电平时同时也是接收状态。4.2.3优缺点
优点：自动收发RS-485收发器可以节省MCU的 IO口，降低编写程序的工作量；缺点：自动收发电路具有通信速度慢，发送高电平信号时RXD会接收到一段低电平信号等问题，不适用于高速率应用场景；4.2.4自收发电路的问题点
RS-485自动收发通信速度较慢的原因主要有两个。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-06-06
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