CN104579311A - 一种rs485总线的光电隔离保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RS485总线的光电隔离保护电路，包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二三极管、电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一收发器芯片和第二收发器芯片。本发明结构简单，使用方便，能有效的保护RS-485总线，使得在数据通信的过程中具有较高的抗干扰性，能防止设备、总线之间由于地不平衡而引起损坏，可以使RS-485总线的通信距离和连接设备数都增加一倍。

Description

一种RS485总线的光电隔离保护电路

技术领域

本发明涉及一种光电隔离保护电路，尤其涉及一种RS485总线的光电隔离保护电路。

背景技术

在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信，在RS-422标准的基础上，EIA研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的RS-485总线标准，随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，现在一个系统往往由多台计算机组成，需要解决多站、远距离通信的问题，在此过程中对总线的保护及其重要，在数据传输的过程中，RS-485总线的传输效果经常因为一些外界因素受到影响，如信号杂质等问题的出现，现今的RS485总线的光电隔离保护电路结构过于复杂，成本较高，在数据通信的过程中抗干扰性较差。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单的RS485总线的光电隔离保护电路。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二三极管、电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一收发器芯片和第二收发器芯片，所述第一收发器芯片的电源电压端同时与所述第一电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和所述第一光电耦合器的正极连接并接所述电源的正极，所述第一电阻的第二端同时与所述第一收发器芯片的接收差分信号端、所述第二电阻的第一端和第一信号输出端连接，所述第二电阻的第二端同时与所述第一收发器芯片的发送差分信号端、所述第三电阻的第一端和第二信号输出端连接，所述第一收发器芯片的接地端同时与所述第三电阻的第二端、所述第一三极管的发射极和所述第二光电耦合器的发射极连接并接地，所述第一收发器芯片的发送使能端同时与所述第一三极管的集电极、所述第一收发器芯片的接收使能端和所述第五电阻的第二端连接，所述第一收发器芯片接收器的输出端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一光电耦合器的负极连接，所述第一收发器芯片驱动器的输入端同时与所述第七电阻的第二端、所述第六电阻的第一端和所述第二光电耦合器的集电极连接，所述第六电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一光电耦合器的发射极同时与所述第十二电阻的第一端和所述第二三极管的发射极连接，所述第一光电耦合器的集电极同时与所述第八电阻的第一端、所述第二收发器芯片驱动器的输入端和所述第十电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第二光电耦合器的负极与所述第九电阻的第一端连接，所述第二光电耦合器的正极同时与所述第十电阻的第二端、所述第十一电阻的第一端、所述第二收发器芯片电源电压端、所述第十五电阻的第一端和所述电源的正极连接，所述第二收发器芯片的接地端同时与所述第十二电阻的第二端和所述第十三电阻的第一端连接并接地，所述第二收发器芯片的发送使能端同时与所述第二三极管的集电极、所述第二收发器芯片的接收使能端和所述第十一电阻的第二端连接，所述第二收发器芯片接收器的输出端与所述第九电阻的第二端连接，所述第二收发器芯片的接收差分信号端同时与所述第十五电阻的第二端、所述第十四电阻的第一端和第一信号输入端连接，所述第二收发器芯片的发送差分信号端同时与所述第十四电阻的第二端、所述第十三电阻的第二端和第二信号输入端连接。

进一步地，所述第一三极管和所述第二三极管均为NPN型。

进一步地，所述电源为5V直流电源。

本发明的有益效果在于：

本发明结构简单，使用方便，能有效的保护RS-485总线，使得在数据通信的过程中具有较高的抗干扰性，能防止设备、总线之间由于地不平衡而引起损坏，可以使RS-485总线的通信距离和连接设备数都增加一倍。

附图说明

图1是本发明电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明包括第一光电耦合器B1、第二光电耦合器B2、第一三极管VT1、第二三极管VT2、电源、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一收发器芯片U1和第二收发器芯片U2，第一三极管VT1和第二三极管VT2均为NPN型，电源为5V直流电源，第一收发器芯片U1的电源电压端VCC同时与第一电阻R1的第一端、第五电阻R5的第一端、第七电阻R7的第一端和第一光电耦合器B1的正极连接并接电源的正极，第一电阻R1的第二端同时与第一收发器芯片U1的接收差分信号端A、第二电阻R2的第一端和第一信号输出端Vo1连接，第二电阻R2的第二端同时与第一收发器芯片U1的发送差分信号端B、第三电阻R3的第一端和第二信号输出端Vo2连接，第一收发器芯片U1的接地端GND同时与第三电阻R3的第二端、第一三极管VT1的发射极和第二光电耦合器B2的发射极连接并接地，第一收发器芯片U1的发送使能端DE同时与第一三极管VT1的集电极、第一收发器芯片U1的接收使能端RE和第五电阻R5的第二端连接，第一收发器芯片U1接收器的输出端RO与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第一光电耦合器B1的负极连接，第一收发器芯片U1驱动器的输入端同时与第七电阻R7的第二端、第六电阻R6的第一端和第二光电耦合器B2的集电极连接，第六电阻R6的第二端与第一三极管VT1的基极连接，第一光电耦合器B1的发射极同时与第十二电阻R12的第一端和第二三极管VT2的发射极连接，第一光电耦合器B1的集电极同时与第八电阻R8的第一端、第二收发器芯片U2驱动器的输入端DI和第十电阻R10的第一端连接，第八电阻R8的第二端与第二三极管VT2的基极连接，第二光电耦合器B2的负极与第九电阻R9的第一端连接，第二光电耦合器B2的正极同时与第十电阻R10的第二端、第十一电阻R11的第一端、第二收发器芯片U2电源电压端VCC、第十五电阻R15的第一端和电源的正极连接，第二收发器芯片U2的接地端GND同时与第十二电阻R12的第二端和第十三电阻R13的第一端连接并接地，第二收发器芯片U2的发送使能端DE同时与第二三极管VT2的集电极、第二收发器芯片U2的接收使能端RE和第十一电阻R11的第二端连接，第二收发器芯片U2接收器的输出端RO与第九电阻R9的第二端连接，第二收发器芯片U2的接收差分信号端A同时与第十五电阻R15的第二端、第十四电阻R14的第一端和第一信号输入端Vin1连接，第二收发器芯片U2的发送差分信号端B同时与第十四电阻R14的第二端、第十三电阻R13的第二端和第二信号输入端Vin2连接。

本发明中，第一收发器芯片U1和第二收发器芯片U2均选用MAX487，平时当两侧RS-485总线的通信均为空闲状态时，第一收发器芯片U1和第二收发器芯片U2的接收器的输出端RO均输出高电平，通过第一光电耦合器B1，第二光电耦合器B2隔离及第一三极管VT1、第二三极管VT2反相后使两片收发器芯片的接收使能端RE有效、发送使能端DE无效，第一收发器芯片U1和第二收发器芯片U2均处于只收不发的状态，当485总线进行通信时，第二收发器芯片U2收到每一位“0”信号时其输出端RO将变为低电平，通过第二光电耦合器B2隔离后使第一收发器芯片U1驱动器的输入端DI为低电平，同时该信号经第一三极管VT1反相后使第一收发器芯片U1的接收使能端RE无效，发送使能端DE有效，第一收发器芯片U1处于只发不收的状态，从而在右侧总线上输出“0”信号。这时由于接收使能端RE无效，第一收发器芯片U1接收器的输出端为高阻，经过第一光电耦合器B1隔离和第二三极管VT2反相后使第二收发器芯片的接收使能端RE有效，发送使能端DE无效，第二收发器芯片U2仍保持接收状态不变。同样，当右侧的总线进行通信时，第一收发器芯片U1收到每一位“0”信号也可经第一光电耦合器B1隔离由第二收发器芯片U2输出到另一侧总线。在通信过程中，本电路RS-485收发器的发送和接收使能控制信号是由通信数据本身自动产生，不需要另外的控制电路，本发明可以使RS-485总线的通信距离和连接设备数都增加一倍，由于采用了光电隔离技术，能有效的保护RS-485总线，使得在数据通信的过程中具有较高的抗干扰性，防止设备、总线之间由于地不平衡引起的损坏。

Claims (3)

1.一种RS485总线的光电隔离保护电路，其特征在于：包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二三极管、电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一收发器芯片和第二收发器芯片，所述第一收发器芯片的电源电压端同时与所述第一电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和所述第一光电耦合器的正极连接并接所述电源的正极，所述第一电阻的第二端同时与所述第一收发器芯片的接收差分信号端、所述第二电阻的第一端和第一信号输出端连接，所述第二电阻的第二端同时与所述第一收发器芯片的发送差分信号端、所述第三电阻的第一端和第二信号输出端连接，所述第一收发器芯片的接地端同时与所述第三电阻的第二端、所述第一三极管的发射极和所述第二光电耦合器的发射极连接并接地，所述第一收发器芯片的发送使能端同时与所述第一三极管的集电极、所述第一收发器芯片的接收使能端和所述第五电阻的第二端连接，所述第一收发器芯片接收器的输出端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一光电耦合器的负极连接，所述第一收发器芯片驱动器的输入端同时与所述第七电阻的第二端、所述第六电阻的第一端和所述第二光电耦合器的集电极连接，所述第六电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一光电耦合器的发射极同时与所述第十二电阻的第一端和所述第二三极管的发射极连接，所述第一光电耦合器的集电极同时与所述第八电阻的第一端、所述第二收发器芯片驱动器的输入端和所述第十电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第二光电耦合器的负极与所述第九电阻的第一端连接，所述第二光电耦合器的正极同时与所述第十电阻的第二端、所述第十一电阻的第一端、所述第二收发器芯片电源电压端、所述第十五电阻的第一端和所述电源的正极连接，所述第二收发器芯片的接地端同时与所述第十二电阻的第二端和所述第十三电阻的第一端连接并接地，所述第二收发器芯片的发送使能端同时与所述第二三极管的集电极、所述第二收发器芯片的接收使能端和所述第十一电阻的第二端连接，所述第二收发器芯片接收器的输出端与所述第九电阻的第二端连接，所述第二收发器芯片的接收差分信号端同时与所述第十五电阻的第二端、所述第十四电阻的第一端和第一信号输入端连接，所述第二收发器芯片的发送差分信号端同时与所述第十四电阻的第二端、所述第十三电阻的第二端和第二信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的RS485总线的光电隔离保护电路，其特征在于：所述第一三极管和所述第二三极管均为NPN型。

3.根据权利要求1所述的RS485总线的光电隔离保护电路，其特征在于：所述电源为5V直流电源。