Einführung

Die RS485-Schaltung ist ein gängiger Standard für serielle Kommunikationsschnittstellen, der in der industriellen Steuerung weit verbreitet ist. Sie verwendet eine symmetrische Übertragung und einen differentiellen Empfang, kann Gleichtaktstörungen unterdrücken, eignet sich für Kommunikationsentfernungen von einigen zehn Metern bis zu Tausenden von Metern und funktioniert gut in Systemen mit mehreren Knoten.

Im Bereich der industriellen Steuerung wird der RS485-Bus häufig zum Anschluss verschiedener Geräte wie Sensoren, Aktoren usw. verwendet. Durch den differenziellen Übertragungsmodus kann der RS485-Bus Gleichtaktstörungen wirksam widerstehen und eine stabile Datenübertragung gewährleisten. Darüber hinaus kann die RS485-Schaltung auch die Systemstromversorgung und die Stromversorgung des Transceivers durch das Isolationsgerät isolieren, was die Stabilität und Sicherheit des Systems weiter erhöht.

Der SSP485-Chip ist ein klassischer +5V-Low-Power-Halbduplex-RS485-Transceiver mit Datenübertragungsraten von bis zu 2Mbps. Bei +3,3V Spannungsversorgung wird eine maximale Übertragungsrate von 500Kbps empfohlen. Der SSP485 verfügt über eine ausfallsichere Schaltung mit +15kVESD Schutz vor elektrostatischer Entladung.

Der SSP485-Empfänger hat eine Eingangsimpedanz von 1/8 pro Lasteinheit, und es können bis zu 256 Transceiver an den Bus angeschlossen werden. Er wird hauptsächlich in RS-485/RS-422-Kommunikationssystemen eingesetzt.

Das Pin-Diagramm des SSP485-Chips sieht wie folgt aus:

 

(SSP485-Stiftplan)

Die Pin-Beschreibung lautet wie folgt:

 

（Pin-Belegung）

Der Schaltplan des SSP485 sieht wie folgt aus:

 

(SSP485-Schaltplan)

Typische SSP485-Schaltung Wie wir sehen können, sind RE und DE miteinander verbunden und werden vom MCU-Steuerpin gesteuert. RX und TX sind serielle MCU-Signale, die mit den SSP485-Pins RO und DI verbunden sind.

  • Wenn das Steuersignal High ist und die RE-Logik 1 ist, ist der SSP485 zum Senden freigegeben:

Wenn TX High ist, ist Ausgang A High und Ausgang B Low, d. h. Ausgang 485 logisch 1;

Wenn TX niedrig ist, ist der Ausgang A niedrig und B hoch, d. h. die logische 0 des Ausgangs 485.

  • Wenn das Steuersignal niedrig ist und die RE-Logik 0 ist, ist der SSP485 für den Empfang freigegeben:

Wenn A-B≥-50mV auf dem 485-Bus, ist RX high und eine logische 1 wird empfangen.

Wenn A-B≤-200mV auf dem 485-Bus, ist RX niedrig und es wird eine logische 0 empfangen.

Optokoppler-Isolationsschaltung

 

(Isolationsschaltplan)

VCC_MCU und VCC2 sind zwei Gruppen von nicht-gemeinsamen Stromversorgung, durch die Optokopplung Isolierung, um die isolierte Übertragung von Signalen zu erreichen, SSP485 und MCU sind nicht gemeinsam, vollständig isoliert und effektiv hemmen die Erzeugung von hohen Gleichtaktspannung, wodurch die 485-Chip-Schaden-Rate stark reduziert, verbessern die Stabilität des Systems. Aber es gibt auch viele Schaltung Geräte, kurze Lebensdauer, schwachen Widerstand gegen Gleichtakt, hoher Stromverbrauch, Übertragungsrate wird durch photoelektrische Geräte und so weiter begrenzt.

Digitale Isolationsschaltung

 

(Isolationsschaltplan)

Automatische Sende- und Empfangsschaltung

 

（Schaltplan）

Der automatische Transceiver-Schaltkreis fügt dem 485-Schaltkreis einen typischen Triodenschaltkreis hinzu.

  • Daten senden

Wenn wir Daten 0x72 senden wollen, schreiben wir sie als binäres 0x01110010, und der TX-Pin wird high und low sein, um 1 und 0 zu reflektieren.

Wenn der TX-Pin 0 ist, ist der Transistor nicht eingeschaltet, DE ist high, und der Treiberstatus ist aktiviert. Wenn der DI-Pin geerdet ist, ist die Differenzialpegel-Logik zwischen ABs 0;

Wenn der TX-Pin 1 ist, ist der Transistor eingeschaltet, RE ist niedrig und geht in den Empfängerzustand über, und die Pins A und B befinden sich im Zustand hoher Impedanz, aufgrund der Wirkung des Pull-up-Widerstands Ra2 und des Pull-down-Widerstands Rb2 ist der logische Differenzpegel zwischen AB 1.

  • Empfangene Daten

Beim Empfang von Daten wird der RX-Pin der MCU verwendet. Beim Empfang von Daten bleibt der TX-Pin auf High, der Transistor ist eingeschaltet, der RE ist auf Low und geht in den Empfängerzustand über. Der RX-Pin empfängt die von der AB-Seite übertragenen Daten.

Die Einschaltverzögerung des Transistors ist ns und die Ausschaltverzögerung ist us, was zu einer längeren Verzögerungszeit des Low-Pegels der Transceiver-Schaltung führt, gefolgt vom High-Pegel der Übertragung wird durch den externen Pull-Up- und Down-Widerstand angetrieben, und je höher der Widerstand, desto langsamer die steigende Flanke.

 

 

 

Unter der Annahme, dass das am TX-Pin gesendete Bit 0 und das zu sendende Bit 1 ist, schaltet der Transceiver in den Empfangszustand, da der hohe Sendepegel durch einen externen Pull-Down-Widerstand angetrieben wird. Es dauert einige hundert ns, bis die AB-Leitung von Low auf High umschaltet, und während dieser Zeit empfängt der RX-Pin 0. Wenn die Baudrate zu hoch ist, wird der vom RX-Pin empfangene Low-Pegel fälschlicherweise für das Empfangsstartbit gehalten, was zu einer fehlerhaften Kommunikation führt. Daher wird die tatsächliche Schaltung gemessen, und die automatische Transceiver-Rate von 128000bps und darunter kann eine normale Kommunikation sein.