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01 物联网系统中为什么要使用RS485接口芯片 在物联网系统中，使用RS485接口芯片的原因主要有以下几点： 接口电平低，不易损坏芯片 RS485接口的电气特性表现为逻辑“1”以两线间的电压差为+(2(6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(2)6)V表示。这种较低的接口信号电平相比RS232等接口，降低了对接口电路芯片的损害风险，同时该电平与TTL电平兼容，便于与TTL电路连接。 传输速率高 RS485接口在短距离（如10米）内的数据传输速率可达到非常高的水平，如35Mbps，即使在较长的距离（如1200米）下，也能保持100Kbps的传输速率。这样的高速率传输能力，对于物联网系统中需要快速交换大量数据的场景尤为重要。 抗干扰能力强 RS485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，这种设计大大增强了其抗共模干扰的能力，即具有良好的抗噪声干扰性。在物联网系统中，设备通常部署在复杂多变的环境中，各种电磁干扰可能影响通信质量，而RS485接口的强抗干扰能力能有效保障数据传输的稳定性和可靠性。 传输距离远，支持节点多 RS485总线在较低的传输速率下（如≤100Kbps），最长可以传输1200m以上，这对于物联网系统中设备分散、需要长距离通信的场景非常有利。同时，RS485总线还支持多节点连接，一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，还可以支持更多节点（如128个或256个，甚至最多可达400个节点），这大大增加了物联网系统的灵活性和可扩展性。 适应广泛的工业环境 RS485接口芯片具有宽工作电压范围（如3~5.5V），能够适应不同的供电环境。同时，其I/O引脚还具备过压保护能力（如±15KV ESD保护），确保在恶劣的工业环境中也能稳定工作。此外，RS485接口芯片还支持半双工通信模式，能够在一条线路上实现双向通信，进一步提高了通信效率。 具体应用场景 工业自动化：连接PLC、传感器、执行器等设备，实现数据采集、监控和控制。 楼宇自动化：通过RS485总线连接照明、空调、安防等系统，实现集中管理和控制。 数据采集和监控系统：连接多个传感器和执行器，将实时数据通过总线传输到中央处理器或监控系统中。 安防系统：在视频监控、门禁控制等系统中应用，实现远程监控和控制。 数据通信：建立点对点或多点通信网络，用于远程监测、远程控制和数据传输。 综上所述，RS485接口芯片因其接口电平低、传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远且支持多节点连接等特点，在物联网系统中得到了广泛应用。这些优势使得RS485接口芯片成为物联网系统中实现高效、稳定、可靠通信的重要组件。 本文会再为大家详解接口芯片家族中的一员——RS485接口芯片 02 RS485接口芯片的定义 RS485接口芯片是一种用于实现RS485通信协议的集成电路，它支持差分信号传输，能够在长距离和存在电磁干扰的环境中实现稳定、可靠的数据通信。RS485接口芯片通常包含差分发射和接收电路，以及控制逻辑，以实现数据的发送和接收。 03 RS485接口芯片的原理 RS485接口芯片采用差分信号传输原理，通过两根线（A和B）分别传输正负极性的电平信号。接收端根据两根线上的差分电压来恢复数据，从而实现数据的可靠传输。这种差分传输方式能够有效抵抗电磁干扰和噪声，提高通信的稳定性和可靠性。 04 RS485接口芯片的特点 差分传输：采用差分信号传输方式，有效抵抗电磁干扰和噪声。 长距离传输：支持长距离通信，最大传输距离可达1200米以上（在较低速率下）。 高速传输：支持高速数据传输，速率可达10Mbps以上。 多点通信：允许多个设备在同一总线上进行通信，支持多达数百个节点的网络。 灵活性和可扩展性：可以通过RS485转换器实现与其他串行接口标准（如RS232、USB）之间的互联。 05 RS485接口芯片的使用注意方式 信号线连接：RS485信号线不需要交叉，且应避免与电源线或其他信号线并行走线，以减少干扰。 终端电阻：在RS485总线两端需要设置终端电阻（通常为120欧姆），以消除信号的反射和提高信号完整性。 电源选择：根据芯片规格选择合适的电源电压，常见的有3.3V和5V。 方向控制：RS485接口芯片支持半双工通信，接收和发送方向需要正确设置，通常通过控制引脚（如RE和DE）来实现。 电磁兼容性：在工业环境中使用时，需考虑电磁兼容性，采取适当的屏蔽和滤波措施。 06 RS485接口芯片的厂商 RS485接口芯片的厂商众多，包括但不限于国际知名的半导体制造商如Maxim Integrated（美信半导体）、Texas Instruments（德州仪器）、Analog Devices（亚德诺半导体）等，以及国内的一些芯片设计企业。这些厂商提供的RS485接口芯片在性能、功能、价格等方面各有特点，用户可根据具体需求选择合适的芯片。 供应商A：MaxLinear 1、产品能力 （1）选型手册 export.csv （2）主推型号1：SP3485EN 对应的产品详情介绍 MaxLinear SP3485EN是一款广泛应用于通信领域的集成电路芯片，具有高性能和稳定性，特别适用于需要长距离、高速数据传输的场合。以下是对MaxLinear SP3485EN的详细解析： 一、基本概述 类型：SP3485EN是一款RS-485/RS-422接口的半双工收发器芯片。 制造商：MaxLinear（美信半导体公司） 封装形式：通常采用SOIC-8封装，这是一种小型的表面贴装封装形式，便于在电路板上安装和布局。 二、主要特点 低功耗：SP3485EN设计为低功耗芯片，适用于需要长时间运行的电池供电设备，有助于降低整体系统的能耗。 高速传输：该芯片支持高达10Mbps（部分资料提及可达15Mbps）的数据传输速率，适用于高速数据通信场景。 差分传输：采用差分输入输出方式，能够有效抵抗电磁干扰和噪声，提高通信的稳定性和可靠性。 宽工作电压范围：支持3.135V至3.465V的工作电压范围，通常使用3.3V电源供电，适应不同供电电压需求。 多功能控制：提供接收器和驱动器的使能控制引脚（RE和DE），允许用户根据需要启用或禁用接收器和驱动器，以及进入关断模式以降低功耗。 故障保护：具有故障自动保护（Fail-safe）特性，当输入悬空时，输出会自动保持为高电平状态，避免不确定的输出状态导致的问题。 内置保护：芯片内置了过热保护电路和输入输出电压保护功能，能够在温度过高或电源电压波动时自动降低功率或停止工作，保护芯片免受损坏。 三、引脚功能 SP3485EN芯片具有8个引脚，各引脚功能如下： RO（引脚1）：接收器输出。 RE（引脚2）：接收器输出使能（低电平有效），控制接收器的启用或禁用。 DE（引脚3）：驱动器输出使能（高电平有效），控制驱动器的启用或禁用。 DI（引脚4）：驱动器输入，接收待发送的数据。 GND（引脚5）：接地引脚。 A（引脚6）：驱动器输出/接收器输入（同相）。 B（引脚7）：驱动器输出/接收器输入（反相）。 Vcc（引脚8）：电源供电引脚。 四、应用场景 SP3485EN芯片因其高性能、稳定性和广泛的兼容性，被广泛应用于以下领域： 工业控制系统：实现多个设备之间的高速数据传输，保证工业生产过程中的实时监控和控制。 自动化设备：用于连接和控制自动化设备中的各个部件，提高自动化水平。 仪器仪表：在各类测量和测试设备中，用于数据传输和通信。 通信设备：在网络通信、无线通讯和数据采集等方面发挥重要作用，促进通信设备的智能化和高效性能。 五、总结 MaxLinear SP3485EN是一款功能强大的RS-485/RS-422接口收发器芯片，以其低功耗、高速传输、差分传输和宽工作电压范围等特点，在工业自动化、通信设备等多个领域得到广泛应用。随着工业智能化和通信智能化的发展，SP3485EN芯片的重要性将日益凸显。 研发设计注意使用事项 在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，需要在接收端接入终端匹配电阻。其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关。 RS-485/RS-422一般采用双绞线（屏蔽或非屏蔽）连接，终端电阻一般介于100至140Ω之间，典型值为120Ω。在实际配置时，在电缆的两个终端节点上，即最近端和最远端，各接入一个终端电阻，而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻，否则将导致通讯出错。 核心料（哪些项目在用） 4G,NB DTU项目 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 C8963_10MBPS_2017-06-01.PDF 供应商B: KEYSEMI（上海旷岳） 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1:KY485LEEN 对应的产品详情介绍 研发设计注意使用事项 在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，需要在接收端接入终端匹配电阻。其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关。 RS-485/RS-422一般采用双绞线（屏蔽或非屏蔽）连接，终端电阻一般介于100至140Ω之间，典型值为120Ω。在实际配置时，在电缆的两个终端节点上，即最近端和最远端，各接入一个终端电阻，而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻，否则将导致通讯出错。 核心料（哪些项目在用） 奇迹物联利驰叉车监控项目 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 C428903_095E77C41147B0715FF64B1E26F55492.pdf （如有侵权，联系删除） 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki，更多技术干货欢迎关注收藏Wiki： Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)

​ 转载--- 电子产品世界 2021-01-15 14:10 以下文章来源于记得诚，作者记得诚 RS-485概述 RS-485和RS-232一样，都是串行通信标准，现在的标准名称是TIA485/EIA-485-A，但是人们会习惯称为RS-485标准，RS-485常用在工业、自动化、汽车和建筑物管理等领域。 RS-485总线弥补了RS-232通信距离短，速率低的缺点，RS-485的速率可高达10Mbit/s，理论通讯距离可达1200米；RS-485和RS-232的单端传输不一样，是差分传输，使用一对双绞线，其中一根线定义为A，另一个定义为B。 ​ 双绞线 RS-485物理层 RS-485的物理层负责在设备和物理传输介质之间传输原始数据。它处理电信号到数字数据的转换，同时定义电压、时序、数据速率等。 ① 差分信号 长距离布线会有信号衰减，而且引入噪声和干扰的可能性更大，在线缆A和B上的表现就是电压幅度的变化，但是，采用差分线的好处就是，差值相减就会忽略掉干扰依旧能输出正常的信号，把这种差分接收器忽略两条信号线上相同电压的能力称为共模抑制。 ​ 标准规定了，逻辑1：+2V to +6V；逻辑0：-6V to -2V。 RS-485不需要使用特定的总线电压，只看最小差分电压，在较长的电缆长度上，接收器接收到的电压可能会降低到+/- 200 mV，这对于RS-485仍然是完全可以接受的，这也是RS-485的优点之一。 ​ 很多收发器的标准达到甚至超过TIA/EIA-485A规范，在实际使用中，以器件的SPEC参数为主，如下某收发器的负输入阈值最小也是-200mV。 ​ ② 信号定义 现在很多的RS-485转换器都是兼容RS-422的，所以看到很多转换器上面的信号都是T/R+、T/R-，即对应RS-485的A+和B-。 ​ 对于DB9针型的母头，RS-485有如下的接线定义示意，Pin6~Pin9为N/A不接。 DB9 输出信号 RS-422全双工接线 RS-485半双工接线 1 T/R+ 发（A+） RS-485（A+） 2 T/R- 发（B-） RS-485（B-） 3 RXD+ 收（A+） 空 4 RXD- 收（B-） 空 5 GND 地线 地线 ③拓扑结构 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，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。 RS-485总线同I2C，也是主从模式，支持点对点单从机模式，也支持多从机模式，不支持多主机模式。 ​ RS-485收发器 RS-485是差分传输，如果用单片机控制RS-485接口的设备，需要用到收发器，这一点和CAN总线是类似的，如下是一个MCU控制一个RS-485的图示。 ​ 收发器内部是一个接收器（上半部分）加一个发送器（下半部分），下面简单说说收发器的原理，便于理解MCU是如何和485设备通信的。 ​ RS-485收发器内部结构 其中： A和B为总线； R为接收器输入； RE为接收器使能信号； DE为发送器使能信号； D为发送器输出； 对于使能信号，字母上面加一横的为低电平有效（如上图RE），不加的为高电平有效（如DE）。 对于发送器，有如下的真值表： 当驱动器使能引脚DE为逻辑高时，差分输出A和B遵循数据输入D处的逻辑状态。D处的逻辑高导致A转为高，B转为低。在这种情况下，定义为VOD=VA-VB的差分输出电压为正。当D为低时，输出状态反转，B变高，A变低，VOD为负。 当DE低时，两个输出都变成高阻抗。在这种情况下，与D处的逻辑状态是不相关的。 ​ 发送器真值表 对于接收器，有如下的真值表： 当接收器使能引脚RE逻辑低时，接收器被激活。当定义为VID=VA–VB的差分输入电压为正且高于正输入阈值VIT+时，接收机输出R变高。当VID为负且低于负输入阈值VIT-，接收机输出R变低。如果VID在VIT+和VIT-之间，则输出不确定。 当RE为逻辑高或悬空时，接收机输出为高阻抗，VID的大小和极性无关。 ​ 接收器真值表 RS-485数据链路 上面讲到的RS-485收发器的工作原理，下面简单描述RS-485的数据链路。 ​ 主机发送给从机或者从机发送给主机，都会占用到A和B线，所以RS-485多用在半双工模式。 主机的GPIO会控制RS-485收发器的DE管脚，设置发送模式，从UART TXD线向RS-485收发器的数据（D或DI）线发送一个字节，收发器将在A和B线上将单端UART位流转换为差分位流，数据离开收发器后，主机立即将收发器的模式切换为接收模式。 从机和主机是类似的，从机控制RS-485收发器的/RE管脚，设置为接收模式，接收主机发送的比特流，将其转换为单端信号，通过从机的UART RXD线接收，当从机准备好响应时，它按主机原来的方式进行发送，而主机变为接收。 RS-232和RS-485转换 RS-232和RS-485之间可以转换，一个方法是RS-232转换成TTL，再由TTL转换为RS-485，当然也有芯片支持将RS-232直接转换成RS-485，网上有很多模块。 ​ RS-232和RS-485转换模块 RS-485和CAN的区别 虽说RS-485没有标准的数据协议格式，但和CAN总线在很多地方是有相似的，比如A&B和CANH&CANL都是差分信号，通信都需要收发器，都需要120欧姆的匹配电阻等等。 总线特性 CAN总线 RS-485总线 硬件成本 稍高 低廉 总线利用率 优先级自动仲裁，利用率高 采用轮询，利用率低 数据传输率 高 低 错误检测机制 控制器带校验机制，保证底层数据传输正确 只有物理层规范，无数据链路层规定 单节点故障影响 总线无影响 总线瘫痪 开发成本 软件开发灵活，时间成本低 开发难度较大 系统成本 较低 高 RS-485常用电路 网上找的一个常用的RS-485电路，其中需要注意两点： ​ 1）使能信号RE和DE可采用一个GPIO控制，节省资源，GPIO25输出高电平，RE=DE=0V，进入接收模式；GPIO25输出低电平，RE=DE=3.3V，进入发送模式。 2）有一些电路中会在A上加上拉，B上加下拉电阻，主要原因是：RS-485总线在idle状态，电平是不固定的，即电平在-200mV~+200mV之间，收发器可能输出高也可能输出低，UART在空闲时需要保持高电平的，如果此时收发器输出一个低电平，对UART来说是一个start bit，会导致通信异常，关于Ru和Rd的阻值在这里不作过多赘述，后面有机会会详细写一篇文章。 关于第二点，需要注意： A上加上拉，B上加下拉，接反数据通信也可能出错。 某些收发器内部集成上下拉电阻，则外部不需要再添加。 ---end--- ​

身在电子行业的工程师们对 RS485 接口必然不陌生，在工业控制场合， RS485 总线因其接口简单，组网方便，传输距离远等特点而得到广泛应用。对 RS485/232 接口的防护方案设计必然也是极为熟悉的， RS485/232 走线很长且置于室外，易受其他线路干扰、易有过压现象、易受雷击，针对 RS485 芯片的保护，硕凯电子就有两种防护方案，本篇小硕要分享的是基于 P0300SA 半导体放电管 的 RS485 防护方案设计思路。 首先，工程师要对半导体放电管有一定的了解，半导体放电管是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠 PN 结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。具有精确导通、快速响应（响应时间 ns 级）、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点，其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。以下是半导体放电管 P0300SA 的具体参数与特性：   P0300SA 的参数： 封装： DO-214AA 电压： 25V 电流： 50mA 容值： 15~140pF ，更多半导体放电管型号规格参数可直接访问硕凯电子官网。 P0300SA 的特性： 1 、低电压过冲 2 、低通态电压 3 、多个浪涌极限事件之后不能降低浪涌能力 4 、当浪涌超过额定值时会短路故障 5 、低电容 RS485 和 RS232 一样都是基于串口的通讯接口，数据收发的操作是一致的，但是它们在实际应用中通讯模式却有着很大的区别， RS232 接口为全双工数据通讯模式，而 RS485 接口为半双工数据通讯模式，数据的收发不能同时进行，为了保证数据收发的不冲突，硬件上是通过方向切换来实现的，相应也要求软件上必须将收发的过程严格地分开。另有一个问题是信号地，其中有二个原因： (1) 共模干扰问题： RS-485 接口采用差分方式传输信号，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围， RS-485 收发器共模电压范围为 -7 ～ +12V ，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路**模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。 (2)EMI( 电磁兼容性 ) 问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），信号中的共模部分就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 RS485 防护方案说明及注意事项： 1 、本方案采用残压很低的 TSS1/TSS2/TSS3 ，有效保护了 RS485/232 芯片，满足 IEC61000-4-5 、 GBT17626.5 等浪涌标准 2 、方案中的 TSS 反应时间为 ns 级，既可防浪涌，又可防静电，满足 IEC61000-4-2 、 GBT17626.2 等静电标准 3 、方案中的 TSS 结电容小，信号无衰减，不影响控制线的传输 4 、本方案在差模，共模均采用的是同型号的 TSS ，防护无死角 5 、可通过 10/700 μ s （等效内阻 40ohm ）浪涌测试，静电测试，具体防护等级请参考电路防护图及 TSS 的具体参数。

过压器件半导体放电管是不错的防雷器件。 半导体放电管 是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。具有精确导通、快速响应（响应时间ns级）、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。 一、应用背景 1、RS485/232走线很长，易有过压现象 2、RS485/232走线置于室外，易受雷击 3、RS485/232走线易受其他线路干扰 二、防护方案与硕凯器件     半导体放电管（TSS） TSS1/TSS2/TSS3  【P0300SA】 Vdrm：25V；Vs：40V；Vt：4V；Idrm：5μA，Is：800mA，It：2.2A；Ih：50mA，Co：70pF，耐10/700μs电压击穿能力：2kV TSS1/TSS2/TSS3  【P0300SB】 Vdrm：25V；Vs：40V；Vt：4V；Idrm：5μA，Is：800mA，It：2.2A；Ih：50mA，Co：70pF，耐10/700μs电压击穿能力：4kV TSS1/TSS2/TSS3  【P0300SC】 Vdrm：25V；Vs：40V；Vt：4V；Idrm：5μA，Is：800mA，It：2.2A；Ih：100mA，Co：70pF，耐10/700μs电压击穿能力：6kV 三、方案应用 1、监控/安防系统 2、门禁系统 3、铁路信号控制灯 4、智能交通系统 5、电表/水表/仪器仪表 6、光端机 四、方案说明与注意事项 1、本方案采用残压很低的TSS1/TSS2/TSS3，有效保护了RS485/232芯片，满足IEC61000-4-5、GBT17626.5等浪涌标准 2、方案中的TSS反应时间为ns级，既可防浪涌，又可防静电，满足IEC61000-4-2、GBT17626.2等静电标准 3、方案中的TSS结电容小，信号无衰减，不影响控制线的传输 4、本方案在差模，共模均采用的是同型号的TSS，防护无死角 5、可通过10/700μs（等效内阻40ohm）浪涌测试，静电测试，具体防护等级请参考电路防护图及 TSS 的具体参数。

    做硬件开发的应用串口非常多，232和485也是最简单最好用的。简单说一下我做过一个小项目之后对他俩的理解吧：       232是通过两根信号线（一根发送，一根接受）对地线的电平来传输的，互补干涉，所以是全双工的。485只有两个线A  、B 差分方式传输数据，电压差正/负来区别发送或者接收，这只是硬件协议方面的，与软件设计无关。   软件区别两点：   1、由于485半双工，需要一个使能信号来控制发送还是接受，只要在发送或者接受前给使能端1或者0即可。 2、若没有发送完毕就开始接受，或者没接收完毕就开始发送会有数据错误，所以要视情况而定延时。   硬件方面区别： 485比232芯片外围期减少，只需要在端口接匹配电阻（还没有实践过）即可。