CN206835123U - 一种rs485收发自动切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种RS485收发自动切换电路，包括RS485芯片和RS485总线，所述RS485芯片上连接有反相施密特触发器，反相施密特触发器包括输入引脚、输出引脚、接地引脚以及电源引脚；其中输入引脚与RS485芯片的4引脚连接，输出引脚与RS485芯片的2引脚、3引脚连接，电源引脚上连接有电源，接地引脚与地连接；RS485芯片的6引脚、7引脚分别与RS485总线连接，其中6引脚外接用于与地连接的下拉电阻，7引脚外接用于与电源连接的上拉电阻。以上技术方案解决了通信设备的调试难度大，不便于查错和排错的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉通信接口技术领域，特别涉及一种RS485收发自动切换电路。
背景技术
RS485通讯芯片组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。
以下简单地对RS485通讯芯片的8个引脚进行说明。
1引脚，名称：RO，作为接收器的输出端；
2引脚，名称：ER，作为接收器的输出使能端，当ER为低电平时RO有效，当ER为高电平时RO为高阻状态；
3引脚，名称：DE，作为发射器的发送使能端，当DE为高电平时DI有效，当DE为低电平时DI为高阻状态；
4引脚，名称：DI，作为发射器的发送端；
5引脚，名称：GND，接地端；
6引脚，名称：信号线A，为同相接收器输入和同向发射器输出；
7引脚，名称：信号线B，为反相接收器输入和反向发射器输出；
8引脚，名称：VCC，正电源的接入端。
通讯设备与RS485芯片的接口连接，需要向外发射数据时，通讯设备的数据通过输出线TXD传输到RS485芯片的4引脚，并将RS485芯片从接收状态变更为发射状态，再经过6引脚与7引脚将数据发送到总线上。同理，通讯设备接收数据时，也需要将需要的RS485芯片调节为发射状态。
使用RS485芯片进行数据收发时，在通讯设备上需要设置专门的引脚CTRL来控制RS485芯片的收发状态的切换，在通信设备的处理芯片内设计相应的程序来控制引脚CTRL电位的高低，进而达到控制RS485芯片的收发状态的目的，但是，这样一来就会增加通信设备的调试难度大，不便于查错和排错。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种RS485收发自动切换电路，解决了通信设备的调试难度大，不便于查错和排错的问题。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种RS485收发自动切换电路，包括RS485芯片和RS485总线，所述RS485芯片上连接有反相施密特触发器，反相施密特触发器包括输入引脚、输出引脚、接地引脚以及电源引脚；
其中输入引脚与RS485芯片的4引脚连接，输出引脚与RS485芯片的2引脚、3引脚连接，电源引脚上连接有电源，接地引脚与地连接；
RS485芯片的6引脚、7引脚分别与RS485总线连接，其中6引脚外接用于与地连接的下拉电阻，7引脚外接用于与电源连接的上拉电阻。
通过采用上述技术方案：当通讯设备通过通讯线路TXD向RS485芯片的4引脚发射数据时，根据RS485通信通讯协议规定：数据的起始位为“0”，数据的截止位为“1”，其中，“0”代表低电位，“1”代表高电位；通讯线路TXD与RS485芯片的4引脚连接，当通讯线路TXD上为低电位时，反相施密特触发器的输入引脚为低电位，并达到反相施密特触发器的低电压阈值，反相施密特触发器的输出引脚输出高电位，RS485芯片的2引脚、3引脚为高电平，DE被触发 DI有效，通信设备通过通讯线路TXD和RS485芯片的4引脚将数据发送到数据总线上；
当数据传送截止时，通讯线路TXD上为高电位，反相施密特触发器的输入引脚为高电位，并达到反相施密特触发器的高电压阈值，反相施密特触发器的输出引脚输出低电位，RS485芯片的2引脚、3引脚为低电平，ER为低电平时RO有效，RS485芯片从发送状态切换成接收状态。
以上技术方案利用了RS485通信通讯协议与反相施密特触发器的性能相结合，使RS485芯片的状态在数据发送时即可快速地切换，解决了通信设备的调试难度大，不便于查错和排错的问题。
与此同时，由于反相施密特触发器在任何时刻都可能存在一个高低输出状态。当输入信号产生的电压超过预定高电压阈值时，电路进入低电压输出状态并保持该状态，直到输入信号达到预定低电压阈值，这时，输出将切换到高电压并保持该状态，直到达到另一个阈值。也就是说，只要输入信号的电压处于上下电压阈值之间，施密特触发器的输出就完全不受任何输入变化的影响，增加了RS485芯片切换的准确性与稳定性。
进一步的，所述上拉电阻与下拉电阻之间连接有定值电阻，上拉电阻、定值电阻以及下拉电阻依次串联连接。
通过采用上述技术方案：通过将上拉电阻与下拉电阻之间设置定值电阻，使与RS485芯片的A端连接的RS485总线和与RS485芯片的B端连接的RS485总线之间的电压差为固定电压值，从而使中线上的逻辑数呈现为“1”的状态，保证总线不工作时处于空闲状态。
进一步的，所述6引脚、7引脚之间连接有稳压二极管，稳压二极管与定制电阻并联连接。
进一步的，所述稳压二极管为双向瞬变抑制二极管。
通过采用上述技术方案：双向瞬变抑制二极管具有抑制两总线之间的电压发生突变的作用，使总线上的信号比较稳定。
进一步的，所述上拉电阻与下拉电阻的阻值相同。
进一步的，所述上拉电阻与下拉电阻的阻值均为100欧姆。
通过采用上述技术方案：将上拉电阻与下拉电阻的电阻值设为相同，便于精确的调控，使两总线之间的电压更加精确。
进一步的， 所述RS485芯片的8引脚与电源连接，同时8引脚上还设有电容，电容的一端与8引脚连接，电容的另一端与地连接。
通过采用上述技术方案：电容防止电源输出的电压发生突变，起到稳压的作用。
进一步的，所述反相施密特触发器的电源引脚上连接有分压电阻，分压电阻的另一端与RS485芯片的1引脚连接，所述电源引脚与分压电阻之间的节点上连接有电源。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、利用到反相施密特触发器具有两电压阈值的特性，在当输入信号产生的电压超过预定高电压阈值时，反相施密特触发器进入低电压输出状态并保持该状态，直到输入信号达到预定低电压阈值时，反相施密特触发器输出将切换到高电压并保持该状态，直到达到另一个阈值。同时利用到RS485通信协议，数据发送的起始位为低电平“0”，数据发送的截止位为高电平“1”，数据发送开始与结束的两时刻，通过反相施密特触发器触发ER或DE，使RS485芯片的状态从接收状态切换到发送状态，或将RS485芯片的状态从发送状态切换到接收状态，保证了RS485芯片在数据传输时，其状态切换的及时性以及准确性，便于通信设备的调试。
附图说明
图1是本实施例的电路图。
图中：U1、RS485芯片；U2、反相施密特触发器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1，该图为本实用新型的电路图，一种RS485收发自动切换电路，包括RS485芯片U1和RS485总线，所述RS485芯片U1上连接有反相施密特触发器U2，在本实施例中，反向施密特触发器优选型号为NC7SZ14M5，该反相施密特触发器U2包括输入引脚IN、输出引脚Y、接地引脚D以及电源引脚VCC；其中反相施密特触发器U2的输入引脚IN与RS485芯片U1的4引脚连接，输出引脚Y与RS485芯片U1的2引脚、3引脚连接，电源引脚VCC上连接有电源，接地引脚D与地连接。
如图1所示，RS485芯片U1的6引脚、7引脚分别与RS485总线连接，其中6引脚通过下拉电阻R1与地连接，7引脚通过上拉电阻R2与电源连接。上拉电阻R2与下拉电阻R1之间连接有定值电阻R3，上拉电阻R2、定值电阻R3以及下拉电阻R1依次串联连接,上拉电阻R2与下拉电阻R1的阻值相同,并且均为100欧姆。RS485芯片U16引脚、7引脚之间连接有稳压二极管Q，稳压二极管Q与定制电阻R3并联连接。在本实施例中稳压二极管Q为双向瞬变抑制二极管。
如图1所示，RS485芯片U1的8引脚与电源连接，同时8引脚上还设有电容C，电容C的一端与8引脚连接，电容C的另一端与地连接。反相施密特触发器U2的电源引脚D上连接有分压电阻R4，分压电阻R4的另一端与RS485芯片U1的1引脚连接，反相施密特触发器U2的电源引脚D与分压电阻R4之间的节点上连接有电源。
工作原理及过程：
当通讯设备通过RS485芯片U1将数据发送到RS485总线上时，根据RS485通信协议规定，数据发送的起始位为低电平“0”，数据发送的截止位为高电平“1”，起始位的低电位“0”与截止位的高电位“1”分别加在需要发送数据的两端。当低电位“0”通过通讯线路TXD输送到反相施密特触发器U2的输入引脚IN时，由于此时的低电位达到反相施密特触发器U2预定低电压阈值，反相施密特触发器U2输出将切换到高电压并保持该状态，由于反相施密特触发器U2输出引脚Y与RS485芯片U1的2引脚与3引脚连接，高电位使DE触发并使RS485芯片U1处于发送状态，通讯设备上的数据通过RS485芯片U1输送到RS485总线上。
当数据发送到截止位时，通讯线路TXD上为高电位，高电位“1”通过通讯线路TXD并输送到反相施密特触发器U2的输入引脚IN时，由于此时的高电位达到反相施密特触发器U2预定的高电压阈值，反相施密特触发器U2输出将切换到低电压并保持该状态。由于反相施密特触发器U2输出引脚Y与RS485芯片U1的2引脚与3引脚连接，低电位使ER触发并使RS485芯片U1处于接收状态。此时RS485总线上的数据即可通过RS485芯片U1发送给通讯设备。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种RS485收发自动切换电路，包括RS485芯片和RS485总线，其特征在于：所述RS485芯片上连接有反相施密特触发器，反相施密特触发器包括输入引脚、输出引脚、接地引脚以及电源引脚；
其中输入引脚与RS485芯片的4引脚连接，输出引脚与RS485芯片的2引脚、3引脚连接，电源引脚上连接有电源，接地引脚与地连接；
RS485芯片的6引脚、7引脚分别与RS485总线连接，其中6引脚外接用于与地连接的下拉电阻，7引脚外接用于与电源连接的上拉电阻。
2.根据权利要求1所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述上拉电阻与下拉电阻之间连接有定值电阻，上拉电阻、定值电阻以及下拉电阻依次串联连接。
3.根据权利要求2所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述6引脚、7引脚之间连接有稳压二极管，稳压二极管与定制电阻并联连接。
4.根据权利要求3所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述稳压二极管为双向瞬变抑制二极管。
5.根据权利要求1所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述上拉电阻与下拉电阻的阻值相同。
6.根据权利要求5所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述上拉电阻与下拉电阻的阻值均为100欧姆。
7.根据权利要求1所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述RS485芯片的8引脚与电源连接，同时8引脚上还设有电容，电容的一端与8引脚连接，电容的另一端与地连接。
8.根据权利要求1所述的一种RS485收发自动切换电路，其特征在于：所述反相施密特触发器的电源引脚上连接有分压电阻，分压电阻的另一端与RS485芯片的1引脚连接，所述电源引脚与分压电阻之间的节点上连接有电源。
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| CN110196828A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-03 | 深圳市雷赛软件技术有限公司 | 支持rs485半双工协议的通讯电路及通讯方法 |
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