原创 苦B的光耦-RS485调试过程

写本文章，源于一个老板子RS485调试，以下内容均真实描述案例中的器件，只作为技术探讨，以使各博友能在做相似应用时，多考虑相关器件的特性，并无赞扬或者贬低某些器件的性能的本意。

本案例RS485调试时当低波特率时，通讯还算良好，基本没有发现什么错误（由于时间有限，未做超过两小时的通讯测试），当达到115200bps时，有较大的通讯故障概率，有些板件甚至无法正常通讯。

案例详细描述：隔离电源隔离电源IB0505LS-1W，隔离光耦HCPL-M453-500E，RS485驱动芯片SP483EE。光耦输入端限流电阻470欧姆，输出端上拉电阻1.8K。终端匹配电阻100R-0805。

分析通讯故障可能有以下原因：1、供电不足导致器件工作不正常；2、前端EMI电路不合理，RS485芯片收不到信号；3、光耦隔离信号异常，信号缓冲电路74HC14有问题；4、处理器端的问题（RS485由FPGA解码）；5、其他疑难杂症，难倒哥一百遍都解不开的。

分析开始：

1、电压5V±5%以内，供电正常。

2、上位机USB转RS485像板子发送数据，示波器观察SP483EEP的RO端，有数据出来；发送00H和、FFH很容易判断，数据正常无错误，EMI电路应该能用。

3、光耦隔离信号，信号有畸变导致错误？用示波器观察处理器端的RXD信号，跟SP483的RO端信号基本一致。

至此，貌似硬件没有问题呢，难道软件问题？事实上，有相当一部分板子是OK的，有些通讯异常的板子，换了光耦就行了，甚至换过新光耦了以后再把有问题的光耦装回去，通讯也正常了，这个就奇怪了。由此，判断软件的问题不大可能，问题应该还是光耦的地方，因为前后只动过光耦。

再次检查光耦信号，还别说，光耦输出低电平大约1V，高电平大约3.2V。基本3个光耦都是如此的输出。问题应该就是在1V的输出电平了。查看光耦的手册，光耦标称频率1MHz，CTR为20%至50%，噢NO，太XX小了吧，这传输比。

计算下：输入电流 If = （5V-1.5V）/ 470R = 7.445mA，当CTR为20%时，输出电流可以达到7.445mA * 20% = 1.489mA ，在5V的光耦供电下，输出电阻压降为 1.489mA * 1.8K = 2.68V，即输出低电平有可能为Vol =  5V - 2.68V = 2.32V。

明显如果光耦的CTR处于极小值时，光耦的输入根本达不到CMOS逻辑的低电平阀值！

如此电路参数必然有通讯故障隐患。由以上计算，光耦输出1V，推算CTR约为30%，而光耦的CTR典型值为24%。看来光耦没有问题，是光耦的用法有问题。

更换为输出电阻3.3K，理论上应该可以了，但是数据还是有出错，当然出错是偶尔才出来一次。不过在实验室都有通讯出错的出现，是小生不能容忍的。

时间有限，原电路参数不变，更换10M的光耦HCPL-M600，跑一段时间，居然无错误。贵了两三块钱，忍了吧，安全第一。

接下来是产线的苦逼活了，换光耦，OMG，延续了苦逼攻城师的悲催。

至此，问题暂告一段落，但是此处RS485还是有疑问。光耦直接推动SP485也有隐患，SP485EEP的逻辑高位2.0V，逻辑低为0.8V，但是光耦输出有可能达到0.5V（光耦的VOLmax参数），噪声容限只有0.3V了，实话说真的太低了，非常容易受干扰，这个在应用中的反映也是一致的。光耦加DCDC的成本20+，太高了。

完美解决时，再跟大家分享了，谢谢各位博友。