CN221263821U - 具有光耦隔离的rs485通信电路及通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有光耦隔离的RS485通信电路及通信系统，包括包括控制器、光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路、RS485收发器和RS485信号传输电路；所述控制器通过所述光耦收发隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述控制器还通过所述光耦驱动隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述光耦收发隔离电路、所述光耦驱动隔离电路和所述RS485收发器均与外部的网络供电端电连接；所述RS485收发器还通过所述RS485信号传输电路与外部RS485设备电连接。本实用新型能以低成本的光耦实现RS485双向串行通信的隔离，隔离成本低，并全方位提升RS485通信电路的抗干扰性能。

Description

具有光耦隔离的RS485通信电路及通信系统

技术领域

本实用新型涉及RS485通信领域，具体涉及一种具有光耦隔离的RS485通信电路及通信系统。

背景技术

RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送和差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力，其最大传输距离能达上千米，是工业现场不同设备之间通信普遍采用的工业现场总线。通常情况下，设备工作现场和传输电路所经途径的电磁环境复杂，为了避免远程通信受到总线干扰，总线接口与主控MCU之间需要进行电气隔离。

然而，目前一般的RS485通信电路是非隔离的或者采用双电源芯片来实现隔离，非隔离的RS485通信电路容易出故障，特别是在整个通信系统具有多路RS485通信电路，且每路RS485通信电路的联网设备距离较大时，故障率极高，抗干扰性能差；而采用双电源芯片来实现隔离的RS485通信电路时，则要求每路RS485通信电路的联网设备都要提供双电源，使得整个通信系统的联网设备的设计更复杂、成本更高，并且每路RS485通信电路中的一个电源会加入整个通信系统的大网络，仍会带来信号干扰的风险，抗干扰性能也不佳。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有光耦隔离的RS485通信电路及通信系统，以解决现有RS485通信电路抗干扰性能不佳和隔离成本高的问题。

本实用新型提供了一种具有光耦隔离的RS485通信电路，包括控制器、光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路、RS485收发器和RS485信号传输电路；

所述控制器通过所述光耦收发隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述控制器还通过所述光耦驱动隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述光耦收发隔离电路、所述光耦驱动隔离电路和所述RS485收发器均与外部的网络供电端电连接；所述RS485收发器还通过所述RS485信号传输电路与外部RS485设备电连接。

可选地，所述光耦收发隔离电路包括光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路；

所述光耦发送隔离子电路的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述光耦发送隔离子电路的输出端与所述RS485收发器的输入端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输入端与所述RS485收发器的输出端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输出端与所述控制器的输入端电连接；所述光耦发送隔离子电路和所述光耦接收隔离子电路还分别与所述网络供电端电连接。

可选地，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦发送隔离子电路包括第一光耦Q2、第一电阻R37、第二电阻R38和第三电阻R39；

所述第一光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第二电阻R38与3.3V内部电路供电端电连接，所述第一光耦Q2的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第一光耦Q2的2个空脚悬空；

所述第一光耦Q2的供电引脚和使能引脚均与所述5V网络供电端电连接，所述第一光耦Q2的输出引脚通过所述第三电阻R39与所述RS485收发器的输入端电连接；所述第一电阻R37的第一端连接在所述第一光耦Q2的供电引脚与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电阻R37的第二端连接在所述第一光耦Q2的输出引脚与所述第三电阻R39之间的公共连接端上；所述第一光耦Q2的接地引脚接地。

可选地，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦接收隔离子电路包括第二光耦Q1、第四电阻R33和第五电阻R34；

所述第二光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第五电阻R34与所述5V网络供电端电连接，所述第二光耦Q1的发射管负极引脚与所述RS485收发器的输出端电连接，所述第二光耦Q1的2个空脚悬空；

所述第二光耦Q1的供电引脚和使能引脚均与3.3V内部电路供电端电连接，所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端电连接，所述第四电阻R33的第一端连接在所述第二光耦Q1的供电引脚与所述3.3V内部电路供电端之间的公共连接端上，所述第四电阻R33的第二端连接在所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端之间的公共连接端上；所述第二光耦Q1的接地引脚接地。

可选地，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦驱动隔离电路包括第三光耦Q5和第六电阻R35；

所述第三光耦Q5的发射管正极引脚通过所述第六电阻R35与3.3V内部电路供电端电连接，所述第三光耦Q5的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第三光耦Q5的接收管集电极引脚与所述5V网络供电端电连接，所述第三光耦Q5的接收管发射极引脚与所述RS485收发器的输入端电连接。

可选地，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述RS485收发器包括RS485收发芯片U8、第七电阻R70、第八电阻R74、第九电阻R73和第一电容C43；

所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端电连接，所述第一电容C43的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电容C43的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的接地引脚GND接地；所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端电连接，所述第七电阻R70的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第七电阻R70的第二端连接在所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端之间的公共连接端上；所述RS485收发芯片U8的驱动器输入引脚DI与所述光耦收发隔离电路的输出端电连接；所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE和驱动器输出使能控制引脚DE均与所述光耦驱动隔离电路的输出端电连接，所述第八电阻R74的第一端所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE与所述光耦驱动隔离电路的输出端之间的公共连接端上，所述第八电阻R74的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A和反相输入输出引脚B均与所述RS485信号传输电路电连接，所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A还通过所述第九电阻R73与所述5V网络供电端电连接。

可选地，所述RS485信号传输电路包括第十电阻R72、第二电容C44和第三电容C45；

所述第十电阻R72的第一端和所述第二电容C44的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第十电阻R72的第二端和所述第二电容C44的第二端均接地；所述第三电容C45的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第三电容C45的第二端接地。

可选地，所述RS485信号传输电路还包括第十一电阻R71、第一双向TVS管D12、第二双向TVS管D13和第三双向TVS管D14；

第十一电阻R71的第一端、所述第一双向TVS管D12的第一端和所述第二双向TVS管D13的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第一双向TVS管D12的第二端接地，第十一电阻R71的第二端和所述第二双向TVS管D13的第二端均连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上；所述第三双向TVS管D14的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，第三双向TVS管D14的第二端接地。

可选地，所述控制器包括具有至少一个信号输入输出接口和至少一组通信接口的单片机；其中，每组所述通信接口中均包括一个发射接口和接收接口；

所述光耦驱动隔离电路的输入端通过其中一个所述信号输入输出接口与所述单片机电连接，所述光耦收发隔离电路通过其中一组所述通信接口与所述单片机电连接。

此外，本实用新型还提供一种通信系统，包括网络供电端和至少一路前述的具有光耦隔离的RS485通信电路；

每路所述具有光耦隔离的RS485通信电路均与所述网络供电端电连接。

本实用新型的有益效果：在控制器与RS485收发器之间加入光耦收发隔离电路，能起到对RS485收发信号(包括控制器向RS485收发器发送的数据信号和控制器接收到RS485收发器发送的数据信号)的电气隔离作用；在控制器与RS485收发器之间还加入光耦驱动隔离电路，能起到对控制器向RS485收发器发送的驱动信号的电气隔离作用；基于上述光耦收发隔离电路和光耦驱动隔离电路，通过控制器对RS485收发器的驱动控制，RS485收发器通过RS485信号传输电路与外部RS485设备进行数据交互，实现了控制器与外部RS485设备之间的双向RS485串行通信，能以低成本的光耦实现RS485串行通信的隔离，隔离成本低，并全方位提升RS485通信电路的抗干扰性能。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例一中一种具有光耦隔离的RS485通信电路的结构图；

图2示出了本实用新型实施例一中的光耦发送隔离子电路、光耦接收隔离子电路、光耦驱动隔离电路、RS485收发器和RS485信号传输电路的设计图；

图3示出了本实用新型实施例一中控制器的设计图；

图4示出了本实用新型实施例二中一种通信系统的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种具有光耦隔离的RS485通信电路，包括控制器、光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路、RS485收发器和RS485信号传输电路；

所述控制器通过所述光耦收发隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述控制器还通过所述光耦驱动隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述光耦收发隔离电路、所述光耦驱动隔离电路和所述RS485收发器均与外部的网络供电端电连接；所述RS485收发器还通过所述RS485信号传输电路与外部RS485设备电连接。

本实施例的具有光耦隔离的RS485通信电路，在控制器与RS485收发器之间加入光耦收发隔离电路，能起到对RS485收发信号(包括控制器向RS485收发器发送的数据信号和控制器接收到RS485收发器发送的数据信号)的电气隔离作用；在控制器与RS485收发器之间还加入光耦驱动隔离电路，能起到对控制器向RS485收发器发送的驱动信号的电气隔离作用；基于上述光耦收发隔离电路和光耦驱动隔离电路，通过控制器对RS485收发器的驱动控制，RS485收发器通过RS485信号传输电路与外部RS485设备进行数据交互，实现了控制器与外部RS485设备之间的双向RS485串行通信，能以低成本的光耦实现RS485串行通信的隔离，隔离成本低，并全方位提升RS485通信电路的抗干扰性能。

本实施例上述具有光耦隔离的RS485通信电路的工作原理如下：

控制器通过光耦驱动隔离电路向RS485收发器发送经过隔离后的驱动信号，RS485收发器根据该隔离后的驱动信号开始工作；一方面，控制器通过光耦收发隔离电路向RS485收发器发送经过隔离后的数据信号(具体为TTL电平信号)，RS485收发器对该数据信号进行分解成两个RS485差分信号，并通过RS485信号传输电路向外部设备进行数据传输；另一方面，RS485收发器通过RS485信号传输电路接收外部设备发送的RS485差分信号，RS485收发器对该RS485差分信号进行转换，得到数据信号，并通过光耦收发隔离电路的隔离后送入控制器，实现控制器与外部设备之间的双向RS485通信。

此外，本实施例RS485通信电路中光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路和RS485收发器均与外部的网络供电端电连接，可在RS485通信系统具有多路该RS485通信电路时，共用同一个网络供电端，而无需每路RS485通信电路均设置一个对应的网络供电端，进而一方面可以使得整个通信系统的网络供电端独立于所有RS485通信电路而设置，便于标准化和维护；另一方面对于单个RS485通信电路，只需设置单电源给电路内部供电即可，进一步降低硬件成本。

需要说明的是，本实用新型是通过对具有光耦隔离的RS485通信电路的硬件电路和硬件电路之间的电连接关系进行改进，以实现隔离成本低和抗干扰性能强的RS485通信电路，不涉及计算机程序的改进，其中所涉及的计算机程序均采用现有的计算机程序。

优选地，所述光耦收发隔离电路包括光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路；

所述光耦发送隔离子电路的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述光耦发送隔离子电路的输出端与所述RS485收发器的输入端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输入端与所述RS485收发器的输出端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输出端与所述控制器的输入端电连接；所述光耦发送隔离子电路和所述光耦接收隔离子电路还分别与所述网络供电端电连接。

通过分别设置光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路，能实现控制器与外部RS485设备之间通信信号的双向隔离，有效提升整个RS485通信电路的抗干扰性能。

具体地，本实施例所述网络供电端具体为5V网络供电端。当然，网络供电端还可以是其他规格的供电端，视RS485通信电路中光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路和RS485收发器的具体供电需求而定。

优选地，如图2所示，所述光耦发送隔离子电路包括第一光耦Q2、第一电阻R37、第二电阻R38和第三电阻R39；

所述第一光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第二电阻R38与3.3V内部电路供电端电连接，所述第一光耦Q2的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第一光耦Q2的2个空脚悬空；

所述第一光耦Q2的供电引脚和使能引脚均与所述5V网络供电端电连接，所述第一光耦Q2的输出引脚通过所述第三电阻R39与所述RS485收发器的输入端电连接；所述第一电阻R37的第一端连接在所述第一光耦Q2的供电引脚与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电阻R37的第二端连接在所述第一光耦Q2的输出引脚与所述第三电阻R39之间的公共连接端上；所述第一光耦Q2的接地引脚接地。

优选地，如图2所示，所述光耦接收隔离子电路包括第二光耦Q1、第四电阻R33和第五电阻R34；

所述第二光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第五电阻R34与所述5V网络供电端电连接，所述第二光耦Q1的发射管负极引脚与所述RS485收发器的输出端电连接，所述第二光耦Q1的2个空脚悬空；

所述第二光耦Q1的供电引脚和使能引脚均与3.3V内部电路供电端电连接，所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端电连接，所述第四电阻R33的第一端连接在所述第二光耦Q1的供电引脚与所述3.3V内部电路供电端之间的公共连接端上，所述第四电阻R33的第二端连接在所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端之间的公共连接端上；所述第二光耦Q1的接地引脚接地。

上述光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路的结构类似，光耦发送隔离子电路用于将控制器向RS485收发器发送的数据信号进行隔离，而光耦接收隔离子电路用于将RS485收发器向控制器发送的经过转换后的电平信号进行隔离，实现RS485通信信号的双向隔离。

具体地，本实施例中第一光耦Q2和第二光耦Q1均采用6N137S型号的高速光耦，光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路中的电阻和电容均根据实际情况选择合适型号，此处不再列举。

当然，本实施例的3.3V内部供电端和5V网络供电端还可以是其他规格的供电端，视第一光耦Q2和第二光耦Q1的具体供电情况而定。

对于RS485通信系统，当该系统中包含多路RS485通信电路时，每路RS485通信电路中的内部电路供电端可以是3.3V供电端，也可以是其他规格的供电端，因此，RS485通信系统中不同的RS485通信电路的供电电位可以相同或不同。

优选地，如图2所示，所述光耦驱动隔离电路包括第三光耦Q5和第六电阻R35；

所述第三光耦Q5的发射管正极引脚通过所述第六电阻R35与3.3V内部电路供电端电连接，所述第三光耦Q5的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第三光耦Q5的接收管集电极引脚与所述5V网络供电端电连接，所述第三光耦Q5的接收管发射极引脚与所述RS485收发器的输入端电连接。

通过上述结构的光耦驱动隔离电路，能以简单的电路结构、低成本的光耦，实现对控制器向RS485收发器发送的驱动电平信号的有效电气隔离。

具体地，本实施例中第三光耦Q5选用GX817C-S型号的光耦，具有传输速度快、精度高、功耗低和隔离性能好的优点，能对驱动信号起到较好的隔离作用。该光耦驱动隔离电路中的电阻可根据实际情况选择合适的规格或型号，此处不再列举。

在具体电路设计中，由于第三光耦Q5的接收管集电极引脚需要接入5V网络供电端，而光耦接收隔离子电路中第二光耦Q1的发射管正极引脚也需要通过第五电阻R34接入5V网络供电端，与第三光耦Q5的接收管集电极引脚需要接入的5V网络供电端为同一个网络供电端，因此可将第三光耦Q5的接收管集电极引脚连接在第五电阻R34与5V网络供电端之间，使得光耦驱动隔离电路与光耦接收隔离子电路在共用同一个网络供电端的情况下，简化电路布线设计。当然，还可以将光耦发送隔离子电路中第一光耦Q2的供电引脚VCC和使能引脚(为第一光耦Q2中均需要与5V网络供电端连接的引脚)与第三光耦Q5的接收管集电极引脚连接在一起，进一步简化电路布线设计。

优选地，如图2所示，所述RS485收发器包括RS485收发芯片U8、第七电阻R70、第八电阻R74、第九电阻R73和第一电容C43；

所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端电连接，所述第一电容C43的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电容C43的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的接地引脚GND接地；所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端电连接，所述第七电阻R70的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第七电阻R70的第二端连接在所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端之间的公共连接端上；所述RS485收发芯片U8的驱动器输入引脚DI与所述光耦收发隔离电路的输出端电连接；所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE和驱动器输出使能控制引脚DE均与所述光耦驱动隔离电路的输出端电连接，所述第八电阻R74的第一端所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE与所述光耦驱动隔离电路的输出端之间的公共连接端上，所述第八电阻R74的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A和反相输入输出引脚B均与所述RS485信号传输电路电连接，所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A还通过所述第九电阻R73与所述5V网络供电端电连接。

上述结构的RS485收发器，利用RS485收发芯片U8的VCC引脚接入网络供电端，实现通信线路的统一供电；RS485收发芯片U8的RE引脚和DE引脚均接入控制器通过光耦隔离驱动电路输出的驱动信号，该驱动信号在低电平时，接收器输出使能且驱动器输出禁能，因此RO引脚输出有效、DI引脚为高阻态，即进行RS485串行接收，将外部RS485设备发送的差分信号经RS485收发器转换而成的数据信号送入控制器；而在该驱动信号在低电平时，接收器输出禁能且驱动器输出使能，因此RO引脚为高阻态、DI引脚输入有效，即进行RS485串行发送，将控制器发送的数据信号经RS485收发器转换成差分信号送入外部RS485设备；即实现了双向RS485串行通信。

具体地，本实施例中RS485收发芯片U8选用SIT3088EESA型号的RS485收发芯片，具有传输速度快、可靠性高、功耗低和易于集成等优点，能较好实现控制器与外部RS485设备之间的双向RS485通信。该RS485收发器中的电容和电阻均可根据实际情况选择合适的规格或型号，此处不再列举。

优选地，如图2所示，所述RS485信号传输电路包括第十电阻R72、第二电容C44和第三电容C45；

所述第十电阻R72的第一端和所述第二电容C44的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第十电阻R72的第二端和所述第二电容C44的第二端均接地；所述第三电容C45的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第三电容C45的第二端接地。

在上述结构的RS485信号传输电路中，基于第十电阻R72和两个电容，不仅能在RS485收发器与外部RS485设备之间实现电气隔离，进一步提升整个RS485通信电路的抗干扰性能；而且具有信号滤波的功能，去除高频噪声和干扰信号；因此，通过上述结构的RS485信号传输电路，能有效提升整个RS485通信电路的稳定性和可靠性。

优选地，如图2所示，所述RS485信号传输电路还包括第十一电阻R71、第一双向TVS管D12、第二双向TVS管D13和第三双向TVS管D14；

第十一电阻R71的第一端、所述第一双向TVS管D12的第一端和所述第二双向TVS管D13的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第一双向TVS管D12的第二端接地，第十一电阻R71的第二端和所述第二双向TVS管D13的第二端均连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上；所述第三双向TVS管D14的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，第三双向TVS管D14的第二端接地。

在RS485信号传输电路中加入上述第十一电阻R71、第一双向TVS管D12、第二双向TVS管D13和第三双向TVS管D14，不仅能在双向RS485通信中进一步起到滤波的作用，还能起到保护电路的作用，防止过电压和过电流等异常情况对整个通信电路和外部RS485设备的损坏，提升RS485通信的安全性。

具体地，本实施例中三个双向TVS管均选用SMCJ6.5CA型号的TVS管，其他电阻和电容根据实际情况选择合适型号或规格，此处不再列举。

具体地，如图2所示，外部RS485设备与RS485信号传输电路中引出的两条差分传输信号线的端口(包括RS485-B端口和RS485-A端口)连接，该两个端口的差分信号分别由RS485收发器的反相输入输出引脚B和同相输入输出引脚A通过平衡双绞线分别输出；通常情况下，RS485收发器接收到控制器的数据信号在传送出去之前会先分解成正负对称的两条线路(即A、B信号线)对应的差分信号，当到达接收端后，再将信号相减还原成原来的信号。反之同理，接收端分别经过A、B信号线发送2个差分信号，RS485收发器将其合成数据信号后再发送至控制器。

优选地，所述控制器包括具有至少一个信号输入输出接口和至少一组通信接口的单片机；其中，每组所述通信接口中均包括一个发射接口和接收接口；

所述光耦驱动隔离电路的输入端通过其中一个所述信号输入输出接口与所述单片机电连接，所述光耦收发隔离电路通过其中一组所述通信接口与所述单片机电连接。

光耦驱动隔离电路通过信号输入输出接口与单片机相连，便于驱动电平信号的接收；光耦收发隔离电路通过一组通信接口与单片机相连，便于RS485信号的双向传输，实现双向RS485通信。

具体地，如图3所示，本实施例中单片机即为MCU，其设有1个信号输入输出接口I/O1和一组通信接口(包括TX接口和RX接口)，信号输入输出接口I/O1与图2中光耦驱动隔离电路中的第三光耦Q5的发射管负极引脚相连(即RE/DE端口)，TX接口与图2中光耦发送隔离子电路中的第一光耦Q2的发射管负极引脚相连(即TX/DI端口)，RX接口与图2中光耦接收隔离子电路中的第二光耦Q1的输出引脚相连(即RX/RO端口)。该单片机可根据实际情况选择合适型号，此处不作限制。

实施例二

如图4所示，一种通信系统，包括网络供电端和至少一路实施例一中的具有光耦隔离的RS485通信电路；

每路所述具有光耦隔离的RS485通信电路均与所述网络供电端电连接。

本实施例的通信系统，基于实施例一中的具有光耦隔离的RS485通信电路，可以实现多个外部RS485设备的双向RS485串行通信，且具有优良的隔离性能，隔离成本低，抗干扰性能强；同时整个系统中可以具有不同的供电电位，兼容性强；每路RS485通信电路可以共用同一个网络供电端，网络供电端可独立于所有RS485通信电路而设置，便于标准化和维护；每路RS485通信电路中的内部供电只需设置单电源即可实现，硬件成本低。

本实施例所述的具有光耦隔离的RS485通信电路与实施例一中的具有光耦隔离的RS485通信电路的结构相同，因此本实施例的未尽细节，详见实施例一及图1至图3的具体描述，此处不再赘述。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，包括控制器、光耦收发隔离电路、光耦驱动隔离电路、RS485收发器和RS485信号传输电路；

所述控制器通过所述光耦收发隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述控制器还通过所述光耦驱动隔离电路与所述RS485收发器电连接，所述光耦收发隔离电路、所述光耦驱动隔离电路和所述RS485收发器均与外部的网络供电端电连接；所述RS485收发器还通过所述RS485信号传输电路与外部RS485设备电连接。

2.根据权利要求1所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述光耦收发隔离电路包括光耦发送隔离子电路和光耦接收隔离子电路；

所述光耦发送隔离子电路的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述光耦发送隔离子电路的输出端与所述RS485收发器的输入端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输入端与所述RS485收发器的输出端电连接，所述光耦接收隔离子电路的输出端与所述控制器的输入端电连接；所述光耦发送隔离子电路和所述光耦接收隔离子电路还分别与所述网络供电端电连接。

3.根据权利要求2所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦发送隔离子电路包括第一光耦Q2、第一电阻R37、第二电阻R38和第三电阻R39；

所述第一光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第二电阻R38与3.3V内部电路供电端电连接，所述第一光耦Q2的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第一光耦Q2的2个空脚悬空；

所述第一光耦Q2的供电引脚和使能引脚均与所述5V网络供电端电连接，所述第一光耦Q2的输出引脚通过所述第三电阻R39与所述RS485收发器的输入端电连接；所述第一电阻R37的第一端连接在所述第一光耦Q2的供电引脚与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电阻R37的第二端连接在所述第一光耦Q2的输出引脚与所述第三电阻R39之间的公共连接端上；所述第一光耦Q2的接地引脚接地。

4.根据权利要求2所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦接收隔离子电路包括第二光耦Q1、第四电阻R33和第五电阻R34；

所述第二光耦Q1的发射管正极引脚通过所述第五电阻R34与所述5V网络供电端电连接，所述第二光耦Q1的发射管负极引脚与所述RS485收发器的输出端电连接，所述第二光耦Q1的2个空脚悬空；

所述第二光耦Q1的供电引脚和使能引脚均与3.3V内部电路供电端电连接，所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端电连接，所述第四电阻R33的第一端连接在所述第二光耦Q1的供电引脚与所述3.3V内部电路供电端之间的公共连接端上，所述第四电阻R33的第二端连接在所述第二光耦Q1的输出引脚与所述控制器的输入端之间的公共连接端上；所述第二光耦Q1的接地引脚接地。

5.根据权利要求1所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述光耦驱动隔离电路包括第三光耦Q5和第六电阻R35；

所述第三光耦Q5的发射管正极引脚通过所述第六电阻R35与3.3V内部电路供电端电连接，所述第三光耦Q5的发射管负极引脚与所述控制器的输出端电连接，所述第三光耦Q5的接收管集电极引脚与所述5V网络供电端电连接，所述第三光耦Q5的接收管发射极引脚与所述RS485收发器的输入端电连接。

6.根据权利要求1所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述网络供电端具体为5V网络供电端；

所述RS485收发器包括RS485收发芯片U8、第七电阻R70、第八电阻R74、第九电阻R73和第一电容C43；

所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端电连接，所述第一电容C43的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第一电容C43的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的接地引脚GND接地；所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端电连接，所述第七电阻R70的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的电源引脚VCC与所述5V网络供电端之间的公共连接端上，所述第七电阻R70的第二端连接在所述RS485收发芯片U8的接收器输出引脚RO与所述光耦收发隔离电路的输入端之间的公共连接端上；所述RS485收发芯片U8的驱动器输入引脚DI与所述光耦收发隔离电路的输出端电连接；所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE和驱动器输出使能控制引脚DE均与所述光耦驱动隔离电路的输出端电连接，所述第八电阻R74的第一端所述RS485收发芯片U8的接收器输出使能控制引脚RE与所述光耦驱动隔离电路的输出端之间的公共连接端上，所述第八电阻R74的第二端接地；所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A和反相输入输出引脚B均与所述RS485信号传输电路电连接，所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A还通过所述第九电阻R73与所述5V网络供电端电连接。

7.根据权利要求6所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述RS485信号传输电路包括第十电阻R72、第二电容C44和第三电容C45；

所述第十电阻R72的第一端和所述第二电容C44的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第十电阻R72的第二端和所述第二电容C44的第二端均接地；所述第三电容C45的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第三电容C45的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述RS485信号传输电路还包括第十一电阻R71、第一双向TVS管D12、第二双向TVS管D13和第三双向TVS管D14；

第十一电阻R71的第一端、所述第一双向TVS管D12的第一端和所述第二双向TVS管D13的第一端均连接在所述RS485收发芯片U8的反相输入输出引脚B与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，所述第一双向TVS管D12的第二端接地，第十一电阻R71的第二端和所述第二双向TVS管D13的第二端均连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上；所述第三双向TVS管D14的第一端连接在所述RS485收发芯片U8的同相输入输出引脚A与所述RS485信号传输电路之间的公共连接端上，第三双向TVS管D14的第二端接地。

9.根据权利要求1至8任一项所述的具有光耦隔离的RS485通信电路，其特征在于，所述控制器包括具有至少一个信号输入输出接口和至少一组通信接口的单片机；其中，每组所述通信接口中均包括一个发射接口和接收接口；

所述光耦驱动隔离电路的输入端通过其中一个所述信号输入输出接口与所述单片机电连接，所述光耦收发隔离电路通过其中一组所述通信接口与所述单片机电连接。

10.一种通信系统，其特征在于，包括网络供电端和至少一路如权利要求1至9任一项所述的具有光耦隔离的RS485通信电路；

每路所述具有光耦隔离的RS485通信电路均与所述网络供电端电连接。