讨论：RS485总线设计相关的问题与探讨

1万 · 2016-3-16 17:11

如题，我们在进行用430单片机设计一些开发方案时，免不了要用到各种总线的，用的最多的还是RS485总线，特别是一些工业仪表的设计上，那么问题的就来了，RS485总显得设计问题的。。。在这里跟大家一块的讨论下的。

1万 · 2016-3-16 17:11

RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485总线是一种应用最为广泛的总线。

1万 · 2016-3-16 17:13

RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。非隔离型的电路非常简单，只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。
这个大多数设计开发人员都能掌握的。

1万 · 2016-3-16 17:15

非隔离型RS485总线设计电路如图所示

1万 · 2016-3-16 17:16

RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。即当A-B>200mV时，总线状态应表示为“1”；当A-B<-200mV时，总线状态应表示为“0”。但当A-B在±200mV之间时，则总线状态为不确定，所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量避免这种不确定状态。

1万 · 2016-3-16 17:17

在某些工业控制领域，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。虽然RS-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于－7V时，接收器就再也无**常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
这时候就需要用到隔离型RS485总线设计的了，，一般的都是采用光耦来实现的。。

1万 · 2016-3-16 17:20

通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离；通过隔离器件将信号隔离，彻底消除共模电压的影响。
传统的隔离用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路

1万 · 2016-3-16 17:22

采用隔离型RS485器件来实现隔离传输

1万 · 2016-3-16 17:22

ADM2483是ADI推出的隔离型485芯片，SOW-16封装，内部集成了一个三通道的磁隔离器件和一个半双工485收发器，2500V
隔离电压、传输速率500K、共模电压抑制能力25KV/μS。但此电路仍需双电源供电，因此也会在一定程度上存在电路体积过大的问题。

1万 · 2016-3-16 17:27

下面的设计是采用既带DCDC电源，又带磁耦隔离的集成芯片设计的完全隔离型RS485总线

1万 · 2016-3-16 17:28

DM2587E是ADI继ADM2483之后，推出的单电源隔离型485芯片。SOW-20封装，2500V隔离电压，全/半双工、传输速率500K、共模电压抑制能力25KV/μS、±15KV的ESD保护。适合用于工控、电力、仪表、安防等各种485隔离场合。

该种方案总的来说还是挺经济的

1万 · 2016-3-16 17:29

下边介绍下RS485总线的维护方法的
1）若出现系统完全瘫痪，大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿，使用万用表测VA、VB间差模电压为零，而对地的共模电压大于3V，此时可通过测共模电压大小来排查，共模电压越大说明离故障点越近，反之越远；
2）总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2～3个节点（一般为后续）无法通信，因此将其逐一与总线脱离，如某节点脱离后总线能恢复正常，说明该节点故障；

1万 · 2016-3-16 17:30

3）集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常，但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理，造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电；
4）系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态，最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片；
5）因MCU故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片。提醒读者不要忘记对TC端的检查。尽管RS-485规定差模电压大于200mV即能正常工作。但实际测量：一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右（因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内）