485通信自动收发电路详解

Posted 2020-12-23 huangyangquan

 

 

我们先看看普通的收发电路。

普通的485电路，除了“用RXD连接485芯片的RO引脚、用TXD连接485芯片的DI引脚”，还会用一个单片机的普通IO引脚连接到RE、DE引脚上。

当单片机要发送数据的时候，控制PA8为高电平，数据通过TXD发送出去。

当单片机要接收数据的时候，控制PA8为低电平，数据通过RXD接收回来。

然而，自动收发电路，就是不用单片机引脚PA8，当数据进来的时候，数据会自动通过RXD到单片机，当需要发送数据时，自动通过TXD发送出去。也就是只需要连接单片机的RXD和TXD引脚就可以，无需用单片机引脚连接485芯片的DE RE引脚。

文章中第一张图，就是实现自动收发的电路，实际上，自动收发的电路，还有好几种连接方法。今天，我们只研究这一种经常用的。

很多人，都会使用这个电路，但是不知道其中的原理。

所以今天我来给大家解释一下其中的工作原理，详细到每个元器件。

电阻R1的作用：

RXD连接电阻R1到485芯片的RO，这里R1的作用是限流，保护引脚。R1的大小，可以选择330欧、470欧、560欧、1K。

电阻R2、R3和三极管Q1：

电阻R2、电阻R3和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R3是限流电阻，最好选择4.7K，也可以选择10K。R2是上拉电阻，可以选择4.7K，也可以选择10K。

NPN三极管，高电平导通，当TXD高电平，三极管导通，RE DE引脚接地，进入接收模式。当TXD低电平，三极管截止，RE DE引脚接高电平，进入发送模式。

电容C1：

C1是电源旁路电容，作用是给485芯片提供一个干净的电源，使它稳定的工作。

在设计电路板的时候，如果芯片没有特殊要求，需要把每个芯片旁边放上一个0.1微法电容。在PCB布线的时候，电容到电源引脚的距离最好在2mm以内。

电阻R4和R5:

R4是下拉电阻，接到B上。R5是上拉电阻，接到A上。为什么要这两个电阻，后面会解释。

双向稳压二极管D1、D2、D3:

这里使用的双向稳压二极管型号是SMAJ6.5CA。他们的作用是把A、B引脚对地的电压以及A和B引脚之间的电压，牵制到6.5V以内，保护485芯片。

从SP3485芯片手册得到，AB的耐压值是正负15V以内。

现在，每个元器件就介绍完了，接下来说说为什么可以实现自动收发功能。

发送数据过程：

发送数据，用的是单片机的TXD引脚，也就是说，在TXD引脚上表现数据。

例：要发送数据0x55，写成二进制就是0x01010101，TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0。

当TXD发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。

当TXD发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R5把A拉高，R4把B拉低，所以，AB传输的是1。

总结，TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。

接收数据过程：

接收数据，用的是单片机引脚RXD，也就是说，在RXD引脚上表现数据。

在接收数据的过程中，TXD引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平，正好调理成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RXD的引脚）就会反应AB传输过来的数据。