关于485自收发电路新的思考

spacexplorer

关于485自收发电路新的思考 [复制链接]

 

之前有说要发几篇关于HelperA64核心板电路设计的心路历程，但是因为我这单线程大脑，一直提不起心情发贴，这次借过年回家工作的事全部放下之际，补几篇上来，今天先分享一个2017年度原创而且实用的485自收发电路，此电路应该算是在传统自收发485电路上的微创新。

关于485的收发切换电路，在以前的单片机时代，由于没有多少执行延迟，大家对自收发电路需求不是非常迫切。如今，安卓、linux当道，非自收发响应速度太慢，485自收发就变得非常重要了。传统的自收发电路如下（网上随便找的）：

以TX的反向作为485芯片的收发切换，当处于接收状态时，TX为高电平，由于三极管的反向作用，RE被拉低，此时为接收状态，没有任何问题，当处于发送状态时，TX分高电平时间和低电平时间，其中，起始位为低电平，此时，485芯片立即切换为发送状态，这也没有问题，当发送的数据里有高电平位，TX为高时，485芯片会切换为接收状态，此时，485总线不会再被芯片驱动拉高，变成自R4，R6电阻拉高拉低，以有效实现驱动总线的目的。
该电路的主要缺点：响应速度太慢，波特率一般达到19200就到头了，原因是电阻不能太小（太小了功耗会很大，通常以500R-1K为宜），驱动能力不会太强，同时，由于电路上的寄生电容，导致电路响应时间比较慢，方波可能会出现尖峰。
另外还有一个缺点也是由于上下拉电路不能太小，驱动能力相对较弱，不能带标准485协议规定的那么多设备。


下面我介绍一种基于以上电路的改进：

      此电路再传统电路的基础上，增加了TX从低电平变成高电平时，485芯片RE端的延时，而TX从高电平变低电平时，几乎没有延时。
原理：当TXD为低电平时，9012马上导通，由于是直接3.3V供电，3485的RE会直接被拉到高电平，转成发送当TXD为高电平时，9012关断，RE从原来的高电平，缓慢放电，变成低电平，转成接收，理论上，只要有一点点延时，保证TXD先驱动总线，再转成接收就可以了，同时延时也不能过大，超过1bit可能会导致从端发数据时主端还处于发送状态，以115200的波特率计算，1bit为8.7us，15P的电容（实际电路中，要考虑485接收芯片的输入阻抗，电容会大很多，可以在1000P-10000P之间调节，建议用示波器实测大约9us的延时，取最佳电容值）与2.1K的电阻，放电周期13us，考虑误差，周期应该在6-20us之间，达到最大波特率的1个bit，就能满足要求了，低速的时候，更是没关系。
      此电路有效的解决了响应速度的问题，跑到115200波特率毫无压力，但还是没有解决驱动能力的问题，同样不能带太多的设备，实测，30个从设备通讯正常，如果有网友解决了驱动能力的问题，请不吝指教。
      注：此电路在我的项目中小批量使用，未大批量验证，暂时没有发现问题，但不保证一定没有问题，欢迎坛友指证，另外，在我自己使用之前，没有看到别人用过，暂时定义为原创，如果有发现之前已经有人这样做过了，请联系我。

此内容由EEWORLD论坛网友spacexplorer原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

gurou1

没太看懂 发送数据不是高低电平都有吗

spacexplorer

gurou1 发表于 2018-2-25 16:50
没太看懂 发送数据不是高低电平都有吗

是的，高低电平都有，当为高电平的时候，485芯片切换为接收状态，这时候通过外部上拉电阻实现保持总线的高电平特性，而不是485芯片驱动成的高电平，当为低电平状态的时候，485芯片会切换为发送状态，此时总线被485芯片驱动。只要是异步串口，都有起始位和停止位，这里算是巧妙的利用了这两个位。

要看懂这个原理，需要深入了解异步串口和485总线的通讯原理，是不那么好理解。

gurou1

spacexplorer 发表于 2018-2-25 16:55
是的，高低电平都有，当为高电平的时候，485芯片切换为接收状态，这时候通过外部上拉电阻实现保持总线的 ...

发送的时候，为0即低电平，DE为高，好理解；为1的时候，DE为低，发送不是禁止了吗，RE/为高，接收使能了啊，那还能继续发数据？

spacexplorer

gurou1 发表于 2018-2-25 17:05
发送的时候，为0即低电平，DE为高，好理解；为1的时候，DE为低，发送不是禁止了吗，RE/为高，接收使能了 ...

当为1的时候，的确发送禁止了，但是由于上拉电阻的作用，485总线上还会被拉为高电平，对于接收端，由于之前已经收到了低电平的起始位的作用，还会继续接收完整的1个字节，直到收到可靠的停止位为止。这样，即使485芯片的发送禁止了，实际上是485芯片不驱动总线了，但是接收端收到的数据还是正确的。

scxuchenglong

如果能找到更好的方法解决驱动的问题就好了

spacexplorer

scxuchenglong 发表于 2018-3-5 09:18
如果能找到更好的方法解决驱动的问题就好了

办法是有，但是就复杂了，需要检测波特率，检测起始位，再保持发送状态10个位

dl265361

前年也做了自收发485，跟你前端处理的差不多，一样没问题

spacexplorer

dl265361 发表于 2018-3-8 22:59
前年也做了自收发485，跟你前端处理的差不多，一样没问题

是一般没问题，不是一样没问题，从原理上讲，低速是，用老的自收发是可以的，速度快了一般就不行了。

scxuchenglong

spacexplorer 发表于 2018-3-6 15:40
办法是有，但是就复杂了，需要检测波特率，检测起始位，再保持发送状态10个位

xiashuang

MAX13487带自动方向控制

spacexplorer

xiashuang 发表于 2018-10-27 09:41
MAX13487带自动方向控制

原理一样，但是多那个功能的芯片可以多卖你5块钱！

yhp123

不能带太多的设备是你总线的上拉电阻太小的原因，我一般都是10K上拉

煮酒论道

gurou1 发表于 2018-2-25 16:50 没太看懂 发送数据不是高低电平都有吗

不错，点赞