首页 » 通讯 » 5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片

5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片

南宫静远 2025-01-10 16:09:36 0

扫一扫用手机浏览

文章目录 [+]

例如下图1、图2中,CPU真个TX旗子暗记发送完毕后约100uS后方向引脚 拉低,切换到吸收状态,但是在TX旗子暗记发送完毕后60uS从机就回答了的RX旗子暗记,由于此时还是处于RS485芯片还是处于发送状态,此时的吸收数据将会被忽略,在系统层面便是表示为数据吸收丢包。

图1 RS485 接口电路

5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片 5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片 通讯

有些读者会可能回忆,只要从机回答数据晚一些,不要这么快速回答,就不存在这个问题了。
但是从机一样平常都是客户的机器,我们险些不可能哀求别人变动回答韶光。
例如三菱的Fx3U PLC作为从机时,从主机发送数据结束到从机回答数据,只用了60uS,部分掌握板,乃至回答韶光在10uS以内。

5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片 5种RS485切换倾向的方法详析_偏向_芯片 通讯
(图片来自网络侵删)

研究RS485的方向切换的目标便是:RS485总线空闲时要处于吸收状态,如果有主机发送数据,则置高方向引脚,发送完成及时切换到吸收状态。

图2 方向脚切换韶光过长的环境

一、RS485方向切换的方案1:利用反相器自动切换

大部分的低本钱RS232-RS485转换器采取了这种方法。
详细的实现方法是:把串口的发送旗子暗记TX作为反相器的输入,反相器的输出则用来掌握RS485收发器的收发掌握引脚,同时在RS485收发器的A/B输出端加上上拉/下拉电阻,详细电路如图3所示。

图3 利用反相器自动切换电路

在空闲状态下,串口的发送旗子暗记TXD为高电平,经由反相器后输出低电平,使485芯片处于吸收状态,而RS485总线由于高下拉电阻的浸染处于A高B低的状态。
当发送数据时,TXD旗子暗记线上的低电平比特位掌握485芯片进入发送状态,将该比特发送出去。
而高电平比特位则使485芯片处于吸收状态,由于RS485总线高下拉电阻把总线置于A高B低的状态,即表示发送了高电平。

大略说,这种电路,便是发送低电平时,485芯片是 发送状态,而发送高电平时,485芯片属于吸收状态。

上风:

只须要增加一个反相器就可以实现,无需软件的干预,反相器可以利用一个三极管即可以实现,本钱十分低廉(几分钱);

劣势:

由于高下拉电阻不可能选值太小,否则会影响正常发送的数据电平。
以是这种换向模式在发送高电平时的驱动能力,并且,理论上我哀求方向引脚要比数据先切换方向,但是由于方向引脚经由了反相器,达到芯片的韶光变长了,比数据晚到,以是速率太高的情形随意马虎丢包。
如果须要驱动多个从设备,就会显得力不从心,并且驱动能力太弱,只能短间隔传输;并且传输速率不能太快,一样平常利用9600bps。

二、RS485方向切换的方案2:利用软件掌握方向

市情上大部分的内置RS485的产品基本都是采取此类的方案,如下图4中的RS_EN引脚。
详细的 实现办法是:在空闲器件,RS_EN 为低电平,MCU处于吸收状态,在准备发送数据之前,MCU会拉高RS_EN,U1处于发送状态,发送完毕之后,RS_EN重新处于低电平,U1处于吸收状态。

图4 利用软件掌握方向切换

此类方案的关键是软件须要节制好RS_EN引脚的高低电平的机遇,假设发送完数据后,没有及时切换到吸收状态,而此时从机又回答数据,此时就会引起丢包,就会涌现文章开头图2中的环境。
不幸的时,软件工程师的水平参差不齐,特殊是在运行操作系统(Linux、WIndows等)往后,想要十分准确掌握方向引脚的高低电平已经十分困难。

上风:

无需增加任何的硬件本钱,且RS485的驱动能力不受影响。

劣势:

依赖于软件掌握方向引脚,如果运行繁芜的操作系统,掌握引脚的优先级不足高,或者软件的优化的不足好,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答韶光,测试过程不一定能够测试出来。

三、RS485方向切换的方案3:利用触发器掌握方向

为了战胜反相器换向的缺陷,涌现了一种由RS触发器掌握的自动换向技能,如图5所示。
这个电路的关键是反相器和RS触发器之间的由二极管、电阻、电容组成的充放电电路。
在空闲状态下,485芯片仍处于吸收状态。
当TXD旗子暗记线上发送数据的低电平起始位时,反相器输出高电平,通过二极管为电容迅速充电,使RS触发器R端为高电平,S端为低电平,触发器输出高电平,把ISL3152E置于发送状态;当TXD旗子暗记线转换为高电平时,反相器输出低电平,电容通过电阻缓慢放电,使得R端暂时仍处于高电平状态,加上S真个高电平状态,使触发器的输出保持前面的高电平状态,485芯片仍处于发送状态。
电容经由一段韶光放电后,R端电压转变为低电平,则触发器输出低电平,把485芯片置回吸收状态。
通过选择电阻和电容值,我们可以掌握放电速率,使得一个低电平的起始位足以在全体字节发送。
此类方案参数同等性非常差,实际利用的都是技高人胆大的。

图5 利用触发器切换方向

上风:

无需软件干预切换方向,驱动能力强(取决于RS485芯片)。

劣势:

1.增加的器件较多;

2.不同的波特率须要匹配不同的RC参数

3.温度、老化、同等性等问题,会导致RC参数变革,从而导致切换韶光错乱导致丢包。

四、RS485方向切换的方案4:max13487芯片

为了战胜软件参与的方向掌握不愿定性,美信公司发布了流传宣传首款支持芯片自动换向的RS485芯片,如下图6,比拟其他的RS485芯片,MAX16487的/RE引脚有两个用于:

(1)/RE为低电平时,打开RO方向的吸收数据。

(2)/RE为高电平时,芯片进入自动方向切换模式。

一样平常利用我们将/RE连接高电平,即自动换向模式。

图6 MAX13487 内部框图

由于美信没有公布内部的逻辑事理,只描述内部有一个状态机,我们只能外部预测其事情事理:

1.空闲模式下,数据流方向为RO方向;此为状态1;

2.当串口端有数据发送时,由于起始位为低电平,经由逻辑功能D后,A<B,经由COM3.逻辑功能且反相后,RI为高电平。
此状态为数据发送状态2。

4.经由一系列的逻辑运算(以RI、DI为输入,但是不知道其内部的事理);状态机检测到数据发送完毕,芯片变成吸收状态1。

上风:

由芯片自动切换方向,无需软件干预切换方向,驱动能力强,通信速率高,MAX13488 流传宣传最高可以到16Mbps,与普通的RS485芯片性能一样。

劣势:

价格比普通的RS485芯片贵一倍以上。

五、RS485方向切换的方案5:周立功芯片RSM(3)485PHT

周立功公司将RS485的三个干系的功能模块:DC电源、隔离、RS485芯片三合一,封装在同一个芯片内部,由于没有内部的资料,我们无法获知其内部的逻辑功能。
官方资料流传宣传最高速率可以达到500Kbps,对付一样平常的运用足以。

上风:

由芯片自动切换方向,无需软件干预切换方向,驱动能力强,通信速率高,DC电源、隔离、RS485芯片功能三合一,节省板卡空间。

劣势:

价格比分立器件搭建RS485电路贵,且一旦危害须要要整体改换。

图7 RSM(3)485PHT事理图

六、总结

上述我们供应了5种RS485自动切换方向的方法:分别是反相器法、软件掌握法、触发器法、美信MAX13488芯片、周立功RSM(3)485PHT。

反相器法由于驱动能力太弱、速率太低,仅适用于哀求不高的调试场合,工控场合慎选。

软件掌握法对软件的哀求较高,特殊是带操作系统的芯片,软件掌握的机遇较困难。

触发器法由于参数同等性太差,只适宜波特率恒定、速率不高的场合;

标签:

相关文章