RS-485自收发电路的参考设计

RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。但是，在工业控制等现场环境中，情况复杂，常会有电气噪声干扰传输线路；在多系统互联时，不同系统的地之间会存在电位差，形成接地环路，会干扰整个系统，严重时会造成系统的灾难性损毁；还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。因此，对RS-485接口的隔离是非常有必要的。

　　ADM2483是一款集成了信号通道隔离和RS-485收发器的芯片。以单芯片实现了对RS-485接口的隔离，电路连接简单，设计方便，性能上远高于繁琐的光耦隔离485电路设计。在某些系统应用中，由于I/O口数量有限，因此我们希望半双工的RS-485收发器能够实现自收发功能，以节省用于控制RE与DE的两路I/O端口。目前，实现这一功能的主流方案是采用74HC14芯片。下面，我们采用74HC14与ADM2483实现RS-485接口的信号隔离自收发设计。

　　硬件电路

　　隔离RS-485接口电路

　　之前我们经常采用的485接口隔离电路是利用三个光耦隔离收发及控制信号，加上485收发器共需要4片IC，且采用光耦隔离需要限流及输出上拉电阻，必要时还会使用三极管驱动。设计电路繁琐，耗费时间长，如果没有之前使用光耦的经验，那么在选用光耦限流及输出上拉电阻方面会耗费很多不必要的时间；且光耦的输出信号上升时间较长，在与数字I/O端口相接时，需另加施密特整形才能保证信号的波形符合标准，如在FPGA、DSP等系统中的应用。

　　ADM2483是内部集成了磁隔离通道和485收发器的芯片，内部集成的磁隔离通道原理与光耦不同，在输入输出端分别有编码解码电路和施密特整形电路，确保了输出波形的质量。且磁隔离功耗仅为光耦的1/10，传输延时为ns级，从直流到高速信号的传输都具有超越光耦的性能优势。内部集成的低功耗485收发器，信号传输速率可达500Kbps，后端总线可支持挂载256个节点。具有真失效保护、电源监控以及热关断功能。

　　要实现隔离RS-485接口的电路设计只需在ADM2483的电源与地之间接一个104的去耦电容即可。当然，DC-DC隔离电源是必不可少的。其电路连接如下图：

　　RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。但是，在工业控制等现场环境中，情况复杂，常会有电气噪声干扰传输线路；在多系统互联时，不同系统的地之间会存在电位差，形成接地环路，会干扰整个系统，严重时会造成系统的灾难性损毁；还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。因此，对RS-485接口的隔离是非常有必要的。

　　ADM2483是一款集成了信号通道隔离和RS-485收发器的芯片。以单芯片实现了对RS-485接口的隔离，电路连接简单，设计方便，性能上远高于繁琐的光耦隔离485电路设计。在某些系统应用中，由于I/O口数量有限，因此我们希望半双工的RS-485收发器能够实现自收发功能，以节省用于控制RE与DE的两路I/O端口。目前，实现这一功能的主流方案是采用74HC14芯片。下面，我们采用74HC14与ADM2483实现RS-485接口的信号隔离自收发设计。

　　硬件电路

　　隔离RS-485接口电路

　　之前我们经常采用的485接口隔离电路是利用三个光耦隔离收发及控制信号，加上485收发器共需要4片IC，且采用光耦隔离需要限流及输出上拉电阻，必要时还会使用三极管驱动。设计电路繁琐，耗费时间长，如果没有之前使用光耦的经验，那么在选用光耦限流及输出上拉电阻方面会耗费很多不必要的时间；且光耦的输出信号上升时间较长，在与数字I/O端口相接时，需另加施密特整形才能保证信号的波形符合标准，如在FPGA、DSP等系统中的应用。

　　ADM2483是内部集成了磁隔离通道和485收发器的芯片，内部集成的磁隔离通道原理与光耦不同，在输入输出端分别有编码解码电路和施密特整形电路，确保了输出波形的质量。且磁隔离功耗仅为光耦的1/10，传输延时为ns级，从直流到高速信号的传输都具有超越光耦的性能优势。内部集成的低功耗485收发器，信号传输速率可达500Kbps，后端总线可支持挂载256个节点。具有真失效保护、电源监控以及热关断功能。

　　要实现隔离RS-485接口的电路设计只需在ADM2483的电源与地之间接一个104的去耦电容即可。当然，DC-DC隔离电源是必不可少的。其电路连接如下图：

　　信号自收发电路

　　信号自收发电路我们采用74HC14芯片，利用它的施密特波形翻转性能来控制RE、DE引脚，以实现信号的自收发。其电路连接如下图：

如图所示，MCU的发送信号经过施密特触发器反向后输给DE和RE脚，发送数据引脚TxD接地。

当有高电平信号发送时，经反向变为低电平信号，DE/RE引脚输入为低电平，使发送驱