CN206432984U - Rs485电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种RS485电路，包括：485接口芯片，485接口芯片用于向RS485总线发送数据或接收RS485总线上的数据；控制芯片，控制芯片与485接口芯片相连，控制芯片通过信号控制端向485接口芯片的使能端发送使能控制信号以使485接口芯片处于数据接收状态或数据发送状态；保护单元，保护单元连接在控制芯片的信号控制端和485接口芯片的使能端之间，保护单元用于在控制芯片发生故障时控制485接口芯片处于数据接收状态。从而有效防止因控制芯片故障导致的485接口芯片一直处于数据发送状态，进而导致整个485总线出现通信异常的情况。

Description

RS485电路

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种RS485电路。

背景技术

在目前的RS485电路中，直接通过MCU来控制RS485接口芯片的使能脚，以实现数据的发送和接收。当控制芯片的GPIO脚为高电平时，RS485接口芯片处于数据发送状态；当MCU的GPIO脚为低电平时，RS485接口芯片处于数据接收状态。

由于RS485总线上可以同时连接多个设备，以构成通信网络，但是在同一时间，RS485总线上只能有一个设备处于数据发送状态，而其他设备均处于数据接收状态，如果有两个或者两个以上设备处于数据发送状态，RS485总线将出现问题。因此，一旦MCU出现死机等故障时，MCU的GPIO脚很可能一直处于高电平信号或低电平信号，如果是高电平信号，则RS485接口芯片将一直处于数据发送状态，从而导致整个RS485总线出现通信异常。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种RS485电路，当控制芯片发生故障时，控制485接口芯片处于数据接收状态，从而有效防止因控制芯片故障导致的485接口芯片一直处于数据发送状态，进而导致整个485总线出现通信异常的情况。

为实现上述目的，本实用新型一方面提出了一种RS485电路，包括：485接口芯片，所述485接口芯片用于向RS485总线发送数据或接收所述RS485总线上的数据；控制芯片，所述控制芯片与所述485接口芯片相连，所述控制芯片通过信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送使能控制信号以使所述485接口芯片处于数据接收状态或数据发送状态；保护单元，所述保护单元连接在所述控制芯片的信号控制端和所述485接口芯片的使能端之间，所述保护单元用于在所述控制芯片发生故障时控制所述485接口芯片处于所述数据接收状态。

根据本实用新型的RS485电路，通过在控制芯片的信号控制端和485接口芯片的使能端之间设置保护单元，以在控制芯片发生故障时控制485接口芯片处于数据接收状态，从而有效防止因控制芯片故障导致的485接口芯片一直处于数据发送状态，进而导致整个485总线出现通信异常的情况。

具体地，所述保护单元包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述控制芯片的信号控制端相连，所述第一电容的另一端与所述485接口芯片的使能端相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电阻的另一端接参考地。

进一步地，所述保护单元还包括：第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电容的一端相连，所述第二电阻的另一端与预设电源相连。

具体地，所述使能控制信号包括低电平信号和高电平信号，其中，所述控制芯片通过所述信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送所述低电平信号时，所述485接口芯片处于所述数据接收状态；所述控制芯片通过所述信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送所述高电平信号时，所述485接口芯片处于所述数据发送状态。

具体地，所述第一电阻的阻值和所述第一电容的容值根据所述485接口芯片发送数据的持续时间确定。

具体地，所述第二电阻的阻值根据所述控制芯片的驱动能力确定。

具体地，所述485接口芯片与所述RS485总线还连接有接口电路，所述接口电路包括：第三电阻，所述第三电阻的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第三电阻的另一端与预设电源相连；第四电阻，所述第四电阻的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第四电阻的另一端接参考地；第二电容，所述第二电容的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第二电容的另一端接参考地；第三电容，所述第三电容的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第三电容的另一端接参考地；第一箝位二极管，所述第一箝位二极管的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第一箝位二极管的另一端接实际地；第二箝位二极管，所述第二箝位二极管的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第二箝位二极管的另一端接实际地。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的RS485电路的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的RS485电路的方框示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的RS485电路的方框示意图；

图4是根据本实用新型一个具体实施例的RS485电路的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的RS485电路。

图1是根据本实用新型实施例的RS485电路的方框示意图。如图1所示，该RS485电路包括：485接口芯片100、控制芯片200和保护单元300。

其中，485接口芯片100用于向RS485总线发送数据或接收RS485总线上的数据，控制芯片200与485接口芯片100相连，控制芯片200通过信号控制端向485接口芯片100的使能端发送使能控制信号以使485接口芯片100处于数据接收状态或数据发送状态。保护单元300连接在控制芯片200的信号控制端和485接口芯片100的使能端之间，保护单元300用于在控制芯片200发生故障时控制485接口芯片100处于数据接收状态。

根据本实用新型的一个实施例，使能控制信号包括低电平信号和高电平信号，其中，控制芯片200通过信号控制端向485接口芯片100的使能端发送低电平信号时，485接口芯片100处于数据接收状态；控制芯片200通过信号控制端向485接口芯片100的使能端发送高电平信号时，485接口芯片100处于数据发送状态。

具体而言，控制芯片200可以为MCU，控制芯片200的信号控制端可以为MCU的GPIO脚。

当控制芯片200处于正常工作状态时，可通过GPIO脚输出低电平信号至485接口芯片100的使能端，以使485接口芯片100处于数据接收状态；或者，通过GPIO脚输出高电平信号至485接口芯片100的使能端，以使485接口芯片100处于数据发送状态。

当控制芯片200发生故障，例如，控制芯片200出现死机等故障时，控制芯片200的GPIO脚可能一直输出高电平信号或者低电平信号，一旦控制芯片200的GPIO脚一直输出高电平信号，则当RS485总线上同时连接多个485接口芯片100时，很有可能在RS485总线上同时出现两个485接口芯片100处于数据发送状态，此时RS485总线会出现问题。因此，当控制芯片200发生故障时，通过连接在控制芯片200与485接口芯片100之间的保护单元300来控制485接口芯片100一直处于数据接收状态，从而有效防止因控制芯片故障导致的485接口芯片一直处于数据发送状态，进而导致整个485总线出现通信异常的情况。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，保护单元300可包括：第一电容C1和第一电阻R1，其中，第一电容C1的一端与控制芯片200的信号控制端相连，第一电容C1的另一端与485接口芯片100的使能端相连，第一电阻R1的一端与第一电容C1的另一端相连，第一电阻R1的另一端接参考地GND。

具体而言，如图2所示，由于第一电阻R1的下拉作用，在空闲状态时，485接口芯片100的使能端将处于低电平状态，当有数据需要接收时，控制芯片200将输出低电平信号，此时，第一电容C1的两端均为低电平，因此第一电容C1不进行充放电，所以可以保证485接口芯片100的使能端处于低电平状态，从而实现数据的接收。

当有数据需要发送时，控制芯片200将输出高电平信号，由于第一电容C1会瞬间短路，所以第一电容C1的右端会立即变为高电平，从而实现数据的发送。当数据发送完成后，第一电容C1会慢慢充满电，第一电容C1的右端又变为低电平。为了能够保证数据正确传输，可以根据数据的发送时间来选择合适的第一电容C1和第一电阻R1的阻值，以在数据发送期间，485接口芯片100的使能端不会下降为低电平。

当控制芯片200出现死机等故障时，如果控制芯片200一直输出低电平信号，则485接口芯片100的使能端会一直处于低电平状态，即，一直处于数据接收状态，因而不会影响RS485总线上其他设备的正常通信。

而如果控制芯片200一直输出高电平信号，则通过上面的分析可知，第一电容C1在充满电后，会使485接口芯片100的使能端一直处于低电平状态，因此，即使控制芯片200出现死机后一直输出高电平信号，也会因第一电容C1的隔离作用，使得485接口芯片100的使能端一直保持在低电平状态，从而达到保护RS485总线目的。

因此，当控制芯片出现死机或故障时，不管控制芯片的信号控制端一直输出高电平信号还是低电平信号，485接口芯片的使能端都将一直处于低电平状态，即一直处于数据接收状态，从而保证RS485总线上其他设备的正常通信。

需要说明的是，第一电阻R1的阻值和第一电容C1的容值根据485接口芯片100发送数据的持续时间确定。

具体而言，假设485接口芯片100的使能端的电压在2V以上才认为是高电平信号，才允许数据的正常发送，而正常的高电平驱动电压为5V，因此，随着第一电容C1的充电，485接口芯片100的使能端的电压将从5V开始下降，只要在电压下降到2V之前能够将待发送数据全部发送完毕即可。不同的应用中，发送一次数据需要的时间是不一样的，因此，可根据不用的发送时间来确定不同应用中RC时间常数，然后根据RC时间常数来确定第一电阻R1的阻值和第一电容C1的容值。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，保护单元30还可包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第一电容C1的一端相连，第二电阻R2的另一端与预设电源VCC相连。其中，第二电阻R2的阻值根据控制芯片200的驱动能力确定。

具体而言，第二电阻R2则作用主要是增加控制芯片200的GPIO脚的驱动能力，根据不同控制芯片200的GPIO脚的驱动能力不同，第二电阻R2的阻值选择不同，而如控制芯片200的GPIO脚的驱动能力很强，足够给第一电容C1进行充电，此时可以不设置第二电阻R2。

根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，485接口芯片100与RS485总线还连接有接口电路400，接口电路400包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3、第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2。其中，第三电阻R3的一端连接在485接口芯片100的第一收发端A与RS485总线的第一信号端A1之间，第三电阻R3的另一端与预设电源VCC相连。第四电阻R4的一端连接在485接口芯片100的第二收发端B与RS485总线的第二信号端B1之间，第四电阻R4的另一端接参考地GND。第二电容C2的一端连接在485接口芯片100的第一收发端A与RS485总线的第一信号端A1之间，第二电容C2的另一端接参考地GND。第三电容C3的一端连接在485接口芯片100的第二收发端B与RS485总线的第二信号端B1之间，第三电容C3的另一端接参考地GND。第一箝位二极管D1的一端连接在485接口芯片100的第二收发端B与RS485总线的第二信号端B1之间，第一箝位二极管D1的另一端接实际地，第二箝位二极管D2的一端连接在485接口芯片100的第一收发端A与RS485总线的第一信号端A1之间，第二箝位二极管D2的另一端接实际地。保证数据的正确稳定传输。

具体而言，如图4所示，GPIO、RDX和TXD分别为控制芯片200的信号控制端、数据接收端和数据发送端，RE非、DE、RO、DI、VCC、B、A和GND分别为485接口芯片100的数据接收使能端、数据发送使能端、数据接收端、数据发送端、电源端、第二收发端、第一收发端和接地端。控制芯片200的信号控制端GPIO通过第一电容C1后与485接口芯片100的数据接收使能端RE非和数据发送使能端DE相连，控制芯片200的数据接收端RXD与485接口芯片100的数据接收端RO相连，控制芯片200的数据发送端TXD与485接口芯片100的数据发送端DI相连，控制芯片200的第一收发端A与RS485总线的第一信号端A1相连，控制芯片200的第二收发端B与RS485总线的第二信号端B1相连。并且，在485接口芯片100与RS485总线之间连接有接口电路400，以构成RS485电路，具体工作原理这里不再赘述。

综上所述，根据本实用新型实施例的RS485电路，通过在控制芯片的信号控制端和485接口芯片的使能端之间设置保护单元，以在控制芯片发生故障时控制485接口芯片处于数据接收状态，从而有效防止因控制芯片故障导致的485接口芯片一直处于数据发送状态，进而导致整个485总线出现通信异常的情况。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种RS485电路，其特征在于，包括：

485接口芯片，所述485接口芯片用于向RS485总线发送数据或接收所述RS485总线上的数据；

控制芯片，所述控制芯片与所述485接口芯片相连，所述控制芯片通过信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送使能控制信号以使所述485接口芯片处于数据接收状态或数据发送状态；

保护单元，所述保护单元连接在所述控制芯片的信号控制端和所述485接口芯片的使能端之间，所述保护单元用于在所述控制芯片发生故障时控制所述485接口芯片处于所述数据接收状态。

2.根据权利要求1所述的RS485电路，其特征在于，所述保护单元包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述控制芯片的信号控制端相连，所述第一电容的另一端与所述485接口芯片的使能端相连；

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电阻的另一端接参考地。

3.根据权利要求2所述的RS485电路，其特征在于，所述保护单元还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电容的一端相连，所述第二电阻的另一端与预设电源相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的RS485电路，其特征在于，所述使能控制信号包括低电平信号和高电平信号，其中，

所述控制芯片通过所述信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送所述低电平信号时，所述485接口芯片处于所述数据接收状态；

所述控制芯片通过所述信号控制端向所述485接口芯片的使能端发送所述高电平信号时，所述485接口芯片处于所述数据发送状态。

5.根据权利要求2所述的RS485电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值和所述第一电容的容值根据所述485接口芯片发送数据的持续时间确定。

6.根据权利要求3所述的RS485电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值根据所述控制芯片的驱动能力确定。

7.根据权利要求1所述的RS485电路，其特征在于，所述485接口芯片与所述RS485总线还连接有接口电路，所述接口电路包括：

第三电阻，所述第三电阻的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第三电阻的另一端与预设电源相连；

第四电阻，所述第四电阻的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第四电阻的另一端接参考地；

第二电容，所述第二电容的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第二电容的另一端接参考地；

第三电容，所述第三电容的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第三电容的另一端接参考地；

第一箝位二极管，所述第一箝位二极管的一端连接在所述485接口芯片的第二收发端与所述RS485总线的第二信号端之间，所述第一箝位二极管的另一端接实际地；

第二箝位二极管，所述第二箝位二极管的一端连接在所述485接口芯片的第一收发端与所述RS485总线的第一信号端之间，所述第二箝位二极管的另一端接实际地。