CN210780766U - 一种带复位功能的rs485全双工通信电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带复位功能的RS485全双工通信电路，包括具有第一UART口和第二UART口的单片机，用于接收数据的第一RS485芯片，用于发送数据的第二RS485芯片；所述单片机的第一复位控制端PV1、第二复位控制端PV2分别与第一RS485芯片的电源监控引脚PV、第二RS485芯片的电源监控引脚PV相连；通过采用2路485通信构成一路全双工通信电路，这样主设备通过第二RS485芯片U3构成的485通信链路向子设备发送信息时，相应的子设备收到信息之后可以立即通过第一RS485芯片U2构成的485通信链路上报信息，保证信息及时性，同时通过复位控制端对485芯片进行复位操作，使其恢复正常的485通信，在只复位485芯片的情况下，可有效解决485通信异常问题。

Description

一种带复位功能的RS485全双工通信电路

技术领域：本实用新型涉及RS485总线通讯技术领域，尤其涉及的是一种带复位功能的RS485全双工通信电路。

背景技术

RS485总线具有抗干扰能力强、传输距离远、组网灵活、性价比高等特点，从而广泛的应用于工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，由于这类系统中挂载节点子设备较多，设备数据通信量较大，且系统对数据的实时性要求较高，而现有技术中，485通信一般是半双工通信电路，在挂靠节点子设备较多的情况下，主设备向子设备发送信息之后，需要所有的子设备都轮询一遍，子设备收到信息后并将信息回发，这种机制下，设备之间通信效率会大大降低，难以保证信息及时性；同时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，造成485通信异常等情况，此时需要通过重启485芯片方式来恢复485通信的正常，通常采用对整个设备进行断电重启来解决此类问题，但是对于远程设备或较大数量级的设备就显得比较困难。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种485双工通信电路，解决了现有技术中的RS485通信电路无法进行全双工通信，且无法只对458芯片做复位来恢复485通信的问题，为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，包括具有第一UART口和第二UART口的单片机，用于接收数据的第一RS485芯片，用于发送数据的第二RS485芯片；所述第一RS485芯片的接收端RxD、发送端TxD与单片机的第一UART口的发送端Tx1、接收端Rx1连接，所述单片机的第一使能控制端485TR1与第一RS485芯片的接受使能端/RE、发送使能端DE连接；所述第二RS485芯片的接收端RxD、发送端TxD与单片机的第二UART口的发送端Tx2、接收端Rx2连接，所述单片机的第二使能控制端485TR2与第二RS485芯片的接受使能端/RE、发送使能端DE连接；所述单片机的第一复位控制端PV1与第一RS485芯片的电源监控引脚PV，以开启或关闭第一RS485芯片，第二复位控制端PV2与第二RS485芯片的电源监控引脚PV相连，以开启或关闭第二RS485芯片；通过采用2路485通信构成一路全双工通信电路，这样主设备通过第二RS485芯片U3构成的485通信链路向子设备发送信息时，相应的子设备收到信息之后可以立即通过第一RS485芯片U2构成的485通信链路上报信息，保证信息及时性，同时通过单片机的复位控制端连接485芯片的电源监控引脚PV端，以对485芯片进行复位操作，使其恢复正常的485通信，在只复位485芯片的情况下，可有效解决485通信异常问题。

优选地，还包括为第一RS485芯片和第二RS485芯片提供双电源和双信号地的电源隔离模块，所述电源隔离模块的电源输入端连接第一RS485芯片和第二RS485芯片的第一电源输入端；电源输出端连接第一RS485芯片和第二RS485芯片的第二电源输入端；为485芯片提供信号和电源隔离。

优选地，所述电源隔离模块采用型号为B0303S-W5的电源隔离芯片。

优选地，所述第一RS485芯片、第二RS485芯片的型号为ADM2483，内部集成磁隔离通道和485收发器的芯片；起到良好的隔离抗干扰作用的同时可以有效降低设计成本及PCB板的使用面积，为小型物联网设备提供便利。

优选地，所述第一RS485芯片、第二RS485芯片的A、B总线端分别连接瞬态抑制二极管；避免因传输线路中的电流浪涌等高电压或大电流损坏设备或危害人员，通过瞬态抑制二极管吸收瞬间大电流，把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

优选地，所述瞬态抑制二极管的型号为SMBJ6.8CA的双向瞬态抑制二极管；可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲电流，有效抑制交流和直流干扰。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过采用2路485通信构成一路全双工通信电路，这样主设备进行通信发送时，相应的子设备收到信息之后可以立即通过另外一路485通信链路上报信息，保证信息及时性，同时通过复位控制端对485芯片进行复位操作，使其恢复正常的485通信，在只复位485芯片的情况下，可有效解决485通信异常问题。

附图说明：

图1本实用新型的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

如图1所示，一种带复位功能的RS485全双工通信电路，包括具有第一UART口和第二UART口的单片机U1，用于接收数据的第一RS485芯片U2，用于发送数据的第二RS485芯片U3，及设于第一RS485芯片U2、第二RS485芯片U3的A、B总线上的电源隔离电路；第一RS485芯片U2的接收端RxD、发送端TxD与单片机U1的第一UART口的发送端Tx1、接收端Rx1连接，单片机U1的第一使能控制端485TR1与第一RS485芯片U2的接受使能端/RE、发送使能端DE连接，第一使能控制端485TR1输出低电平，使第一RS485芯片U2处于接收状态；第二RS485芯片U3的接收端RxD、发送端TxD与单片机U1的第二UART口的发送端Tx2、接收端Rx2连接，单片机U1的第二使能控制端485TR2与第二RS485芯片U3的接受使能端/RE、发送使能端DE连接，第二使能控制端485TR2输出低电平，使第二RS485芯片U3处于发送状态；通过采用2路485通信构成一路全双工通信电路，这样主设备通过第二RS485芯片U3构成的485通信链路向子设备发送信息时，相应的子设备收到信息之后可以立即通过第一RS485芯片U2构成的485通信链路上报信息，从而保证信息及时性；同时单片机U1的第一复位控制端PV1、第二复位控制端PV2分别与第一RS485芯片U2的电源监控引脚PV、第二RS485芯片U3的电源监控引脚PV相连，电源监控引脚PV在电压值低于2V时485芯片不工作，高于2V时485芯片工作，因此在正常使用485芯片时，单片机U1的第一复位控制端PV1、第二复位控制端PV2输出高电平，此高电平电压为3.3V，而当出现485通信异常时，将单片机U1的复位控制端PV1或PV2输出低电平，低电平电压为0，等待一定延时后，再输出高电平，从而将485芯片进行复位操作，使其恢复正常的485通信，在只复位485芯片的情况下，可有效解决485通信异常问题；同时在需要控制功耗的电路设计中可通过复位控制端PV1或PV2口输出低电平，关断485芯片，从而降低整个设备的功耗，亦可控制485总线端过载和短路等问题。

为提供信号和电源隔离，第一RS485芯片U2和第二RS485芯片U3电源端连接电源隔离模块D1，电源隔离模块D1采用型号为B0303S-W5的电源隔离芯片,电源隔离模块D1的电源输入端正极V3.3连接第一RS485芯片U2和第二RS485芯片U3的第一电源输入端(逻辑端供电电源)正极VDD1，负极GND连接第一RS485芯片U2和第二RS485芯片U3的第一电源输入端(逻辑端电源地)负极GND1；电源输出端正极3V3连接第一RS485芯片U2和第二RS485芯片U3的第二电源输入端(总线端供电电源)VDD2,负极GND2连接第一RS485芯片U2和第二RS485芯片U3的第一电源输入端(总线端电源地)负极GND2。

现有技术中485接口隔离电路常采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，如果设计人员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；本申请的电路设计中采用的第一RS485芯片U2、第二RS485芯片U3的型号为ADM2483，内部集成磁隔离通道和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，起到良好的隔离抗干扰作用的同时可以有效降低设计成本及PCB板的使用面积，为小型物联网设备提供便利；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。

为了避免因传输线路中的电流浪涌等高电压或大电流损坏设备或危害人员，第一RS485芯片U2、第二RS485芯片U3的A、B总线端连接瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、TVS4，瞬态抑制二极管TVS具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

瞬态抑制二极管的型号为SMBJ6.8CA的双向瞬态抑制二极管，可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲电流，有效抑制交流和直流干扰。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，包括具有第一UART口和第二UART口的单片机，用于接收数据的第一RS485芯片，用于发送数据的第二RS485芯片；所述第一RS485芯片的接收端RxD、发送端TxD与单片机的第一UART口的发送端Tx1、接收端Rx1连接，所述单片机的第一使能控制端485TR1与第一RS485芯片的接受使能端/RE、发送使能端DE连接；所述第二RS485芯片的接收端RxD、发送端TxD与单片机的第二UART口的发送端Tx2、接收端Rx2连接，所述单片机的第二使能控制端485TR2与第二RS485芯片的接受使能端/RE、发送使能端DE连接；所述单片机的第一复位控制端PV1与第一RS485芯片的电源监控引脚PV，以开启或关闭第一RS485芯片，第二复位控制端PV2与第二RS485芯片的电源监控引脚PV相连，以开启或关闭第二RS485芯片。

2.如权利要求1所述的一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，还包括为第一RS485芯片和第二RS485芯片提供双电源和双信号地的电源隔离模块，所述电源隔离模块的电源输入端连接第一RS485芯片和第二RS485芯片的第一电源输入端；电源输出端连接第一RS485芯片和第二RS485芯片的第二电源输入端。

3.如权利要求2所述的一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，所述电源隔离模块采用型号为B0303S-W5的电源隔离芯片。

4.如权利要求1所述的一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，所述第一RS485芯片、第二RS485芯片的型号为ADM2483，内部集成磁隔离通道和485收发器的芯片。

5.如权利要求1所述的一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，所述第一RS485芯片、第二RS485芯片的A、B总线端分别连接瞬态抑制二极管。

6.如权利要求5所述的一种带复位功能的RS485全双工通信电路，其特征在于，所述瞬态抑制二极管的型号为SMBJ6.8CA的双向瞬态抑制二极管。

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