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RS-485总线是一种被广泛应用在智能电表水表、安防监控、工业自动化控制以及光伏逆变等领域中的通用串口通信总线。其工作原理为采用平衡发送和差分接收方式实现通信，发送端将串行口的逻辑电平信号转换成差分信号A、B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成逻辑电平信号。 RS-485总线电路可分为隔离型与非隔离型，隔离型是在非隔离型的基础上增加电气隔离措施，使其具备更强的抗共模干扰能力、更高的系统稳定性与更可靠的设备安全性，尤其适合应用在485通信接口外部节点连接高压、485通信节点距离太远、距离较远的485通信节点之间的地平面利用线缆进行连接等场景之中。 高可靠性隔离半双工RS-485收发器-CMT83085 华普微，是一家在中国本土悉“芯”耕耘了二十多年的老牌射频芯片原厂，一直坚持立足于射频本业发展，并积极培育新质生产力，为实现半导体芯片的国产化替代而努力。当前，华普微高可靠性的隔离半双工RS-485收发器CMT83085，即在微距离上实现无线射频收发系统的“射频芯片”，可有效消除RS-485总线中存在的共模电压、噪声干扰以及安全隐患等问题，提升整个485总线系统的电气安全性和通信可靠性。 CMT83085具有高可靠性、高隔离耐压、高共模抗扰、以及高集成度的特点，其能够承受较为复杂的EMC环境，如ESD、EFT、浪涌等；隔离耐压值可达到符合UL1577标准的5000Vrms，CMTI达到200kV/us。同时，CMT83085还拥有低辐射，低功耗和很强的抗电磁干扰能力。 CMT83085功能框图与引脚配置 CMT83085的传输速率可达12Mbps。CMT83085总线侧的总线引脚对地拥有±12kV 的系统级ESD保护，同时具有故障安全保护功能，当接收器输入处于开路、短路或者总线空闲时，能确保接收器输出逻辑高。接收器的输入阻抗为1/8单位负载，允许多达256个收发器挂在总线上。 CMT83085典型应用原理图 在高噪声环境、不同电压级别的设备间通信以及需要增强数据传输安全性等RS-485总线通信的应用场景中，通过应用CMT83085可有效防止地环流的产生，减少电磁干扰，提高系统的稳定性和安全性。 CMT83085产品特性： ◼ 安全相关认证 • 符合VDE认证 DIN VDE V 0884-11：2017-01 • 符合1分钟5000Vrms UL1577 认证：UL-US-2439077-1 • 组件符合5A CSA 认证：UL-CA-2429797-0 • 符合CQC 认证GB4943.1-2011 ◼ 高达5000Vrms绝缘耐压 ◼ 总线侧电源电压： 3.0V to 5.5V ◼ VDD1电源电压： 2.5 to 5.5 V ◼ 高CMTI： ±200 kV/us ◼ 较高系统级EMC性能 ◼ 总线引脚符合 IEC61000-4-2 ±12 kV ESD • 运行温度： -40°C to 125°C ◼ 故障安全保护接收器 ◼ 隔离栅寿命：超过40年 ◼ 支持 256个收发器 ◼ 符合RoHS封装SOIC 16 (宽体) CMT83085产品应用 ◼ 工业自动化： 在应用RS-485总线通信的工业现场中，往往存在着大量的电机、变频器、继电器等设备，这些设备在运行过程中会产生强烈的电磁干扰，而通过应用隔离型485电路则可有效保护控制系统免受高噪声和强电磁干扰的影响。 ◼ 智能电表水表： 在应用RS-485总线通信的智能电表系统中，电力系统可能会出现电压波动、雷击等情况，产生高电压，而通过应用隔离型485电路则可有效阻挡高电压的冲击，保护智能电表及后端设备的安全。 ◼ 楼宇自动化： 在应用RS-485总线通信的智能建筑系统中，隔离型485电路可用于智能楼宇的自动化控制和安全监控系统，确保楼宇自动化系统的稳定运行。 ◼ 光伏逆变： 在应用RS-485总线通信的光伏系统中，光伏逆变器通常工作在户外环境中，周围可能存在各种电磁干扰源，如强电场、磁场以及雷电等，而通过应用隔离型485电路则可有效地切断干扰信号的传导路径，防止外部电磁干扰进入通信线路，确保光伏逆变器与监控系统或其他设备之间数据传输的准确性。 ◼ 交通控制系统： 在应用RS-485总线通信的交通控制系统中，交通路口存在大量的电气设备，如信号灯、电子警察设备、监控摄像头等，这些设备通常分布在不同的电压级别上，且在运行过程中会产生电磁干扰，而通过应用隔离型485电路可有效确保交通控制信号和数据传输的准确性。 免费 申请样品： CMT83085 系列产品均可提供样品，如需申请样片或订购可4001189180、邮箱sales@hoperf.com或者移步 https://www.hoperf.cn/service/apply/ 。

MS1285/MS1285M/MS1285D 是一款半双工、±20kV ESD、可应用于 RS-485 通信系统的收发芯片，传输和接收速率可达 10Mbps。完美替代SN75176A。片内集成的瞬态保护功能保护器件不受 IEC61000 静电放电(ESD)和瞬态放电(EFT)的影响。此器件具有宽的共模电压范围，适合于长电缆运行的多点应用。 主要特点 总线引脚保护 ±20kV 的人体模型(HBM)保护 ±12kV IEC61000-4-2 接触放电 +4kV IEC61000-4-4 快速瞬态突发 总线最大连接个数：256 数据速率：300bps 至 10Mbps 工作电压范围 4.5V-6.0V 三态输出 兼容其他 485 芯片 应用 工业自动化 电表 加热、通风和空调环境系统(HVAC) DMX512 网络 过程控制 运动控制 RS485 接口 可提供样品测试，FAE技术支持，完美替代SN75176A，样品申请欢迎留言或私信

采用 ADM2582E/ADM2587E 实现完全半 / 全双工的 RS-485/RS-422 接口隔离 作者：晶圆技术部         RS-485 标准是一种常见的总线架构，其通用性及远距离传输能力使其广泛应用于各种通信接口电路。在多数情况下，由于应用环境的恶劣，需要对 RS-485 接口采用隔离方案以防止出现接地环路。     对 RS-485 接口的隔离方案有很多，老式的光耦隔离电路由于占用空间、体积太大，需要分立元件、缓存驱动及电路设计繁琐，已经不适合应用于当今要求越来越严格的高速数字通信系统。因此，我们可以采用 ADI 公司的 iCoupler 磁隔离解决方案，它能够提供多通道数字隔离、集成 RS-485 收发器的数字隔离、集成 isoPower 磁隔离电源的数字隔离等多种灵活的隔离方案。在体积、功耗、速率等众多方面提供优于光耦的解决方案。     在这里，我们了解一下目前最简单，集成度最高的 RS-485 接口隔离方案。本方案采用隔离型 RS-485 收发器 ADM2582E/ADM2587E ，以单芯片实现完全的半 / 全双工 RS-485 接口隔离。 ADM2582E/ADM2587E 集成 isoPower 磁隔离电源，无需外部隔离电源供电。在单芯片封装内还集成了数字隔离通道和 RS-485 收发器，与传统光耦隔离电路相比， PCB 面积缩小 84% ，元器件数减少 83% 。         ADM2582E/ADM2587E 是具备 ±15 kV ESD 保护功能的完全集成式隔离数据收发器，适合用于多点传输线路上的高速通信应用。其内部集成的 RS-485 驱动器带有一个高电平有效使能电路，并且还提供一个高电平接收机有效禁用电路，可使接收机输出进入高阻抗状态。该器件具备限流和过热关断特性，能够防止输出短路，并防止出现由于总线争用而引起功耗过大的情况。 图 1 、 ADM2582E/ADM2587E 功能框图     根据 ADM2582E/ADM2587E 的功能框图，我们可以看出其内部含有 isoPower 技术，具有反馈控制的高频开关稳压电路。对于 TxD 、 RxD 、 DE 和 RE 均采用 iCoupler 磁隔离技术对其数字信号进行隔离。此外，还包含一个能够实现半 / 全双工的 RS-485/RS-422 收发器。以单芯片实现了能适应各种需求的 RS-485/RS-422 接口隔离方案，其芯片封装仅为 SOIC-20 。         ADM2582E/ADM2587E 通过简单的外部电路连接即可实现接口隔离功能，下面以 ADM2587E 为例，来实现半双工和全双工的 RS-485/RS-422 接口隔离。 半双工隔离         ADM2587E 带有 RE/DE 使能控制引脚，能够支持半双工应用，其应用电路图如下： 图 2 、 ADM2587E 用于半双工 RS-485/RS-422 接口隔离     由于 ADM2587E 后端有 A 、 B 、 Y 、 Z 四路输出，当用作半双工电路时，需要将 A 和 Y 连接，作为半双工的 A 信号线，将 B 和 Z 连接，作为半双工的 B 信号线。两个 VCC 引脚的输入端和 GND1 引脚之间接有 0.01uF 、 10uF 及 2 个 0.1uF 电容，这些电容是必要的，能够去耦及滤波，保证输入电源的平稳。 同样， Visoin 与 GND2 引脚之间的 0.1uF 和 0.01uF 电容， Visoout 和 GND2 引脚之间的 0.1uF 和 10uF 电容都是芯片工作所需要的。在 ADM2587E 的总线输出侧的 Visoin 引脚和 Visoout 引脚必须连接在一起，从图 1 的功能框图中我们可以看到， Visoout 引脚是 ADM2587E 内部隔离电源的输出引脚，而 Visoin 引脚是内部集成 RS-485/RS-422 收发器的电源输入引脚。 全双工隔离         ADM2587E 的全双工隔离电路非常简单，将逻辑侧引脚与控制芯片连接，总线侧引脚与总线相接即可。其应用电路图如下： 图 3 、 ADM2587E 用于全双工 RS-485/RS-422 接口隔离         ADM2587E 的全双工隔离电路与半双工隔离电路类似，其后端的 A 、 B 、 Y 、 Z 直接与全双工总线相连即可。 结语         ADM2582E/ADM2587E 均可采用 3.3V 或 5V 供电，能够方便的与普通 5V 供电系统和低功耗的 3.3V 供电系统连接。 A 、 B 、 Y 、 Z 引脚上带有 ±15KV 的 ESD 保护及 25KV/us 的共模抑制能力，能够为芯片引脚提供大部分的保护功能，在恶劣的应用环境中，可以在总线上添加 TVS 管等器件以增强芯片对大的浪涌电流、电压的防护能力。       总的来说， ADM2582E/ADM2587E 集成度高，外围电路简单，整体性能稳定，非常适合于工业、电力等恶劣通信环境中的 RS-485/RS-422 接口隔离应用。

  半双工、隔离式   RS485   接口  (CN0031)   电路类型：接口 优化目标：隔离 应用：    仪器仪表，过程控制   电路功能及优点        本文所述电路采用高速、隔离式   RS-485   收发器   ADM2485   和高精度线性稳压器   ADP3330 ，可提供半双工、隔离式   RS-485   接口。该电路不仅可实现信号与电源隔离，同时缩小了电路板空间，降低了功耗。 图 1 ：用   ADM2485   和   ADP3330   实现半双工、隔离式   RS-485   接口（简单原理图）     电路描述        ADM2485   为半双工   RS-485   收发器，很容易达到完全隔离的   RS-485    PROFIBUS   兼容节点。 ADM2485   集成一个变压器驱动器，与外部变压器和   LDO   配合使用时，它能产生在   VDD2   与   GND2   之间供电的产生   5   V   隔离电源。        振荡器的输出   D1   和   D2   可驱动中心抽头变压器   T1 。一对肖特基二极管和一个滤波电容则用来从次级绕组中产生整流信号。 ADP3330   线性稳压器为   ADM2485   总线端电路 (VDD2) 提供   5 V   稳压电源，如图 1   所示。         常见变化   当   ADM2485   的逻辑端采用   3.3 V   电源供电时，需用一个   1CT:2.2CT   变压器   T1   将电源电压从   3.3 V   升至   6 V ，以确保   ADP3330    LDO   具有足够的裕量，可以提供   5 V   稳压输出。   如果   ADM2485   的逻辑端采用   5 V   电源供电，则需要一个   1CT:1.5CT   变压器   T1 ，以确保   ADP3330    LDO   具有足够的裕量，可以提供   5 V   稳压输出。        配合   ADM2485   使用的外部变压器必须是中心抽头变压器绕组。变压器的匝数比必须适当设置，以最小的输入电压，在预计的最大负载电流下提供所需的最小输出电压。表 1   列出了适合图 1   电路中   ADM2485   的变压器供应商。   表 1 ：变压器供应商   制造厂商 源边电压 3.3V 源边电压 5V Coilcraft DA2304-AL DA2303-AL CD Technologies 782482/35C 782485/55C   资料参考   原文出处： http://www.analog.com/zh/verifiedcircuits/CN0031/vc.html 图 1  放大图： http://www.analog.com/static/imported-files/images/verified_circuits/CN0031_00_1024.gif ADM2485  资料 http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/adm2485/products/product.html PDF ： http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADM2485.pdf ADP3330  资料 http://www.analog.com/en/power-management/linear-regulators/adp3330/products/product.html PDF ： http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADP3330.pdf   声明   本文摘自ADI网站“实验室电路”    登陆 www.adum.com.cn 了解更多。

  提高 RS-485 总线通信速度的一种设计 ■ 哈尔滨九洲电气股份有限公司研发中心    徐龙辉   摘要   介绍一种通信总线 RS485 主从通信方式，提高 RS485 总线采集速度的方法，该方法解决了主从式通信慢的缺点，提高了通信速度，运行稳定、可靠。   关键词   RS-485   主从召唤通信   ADM2483   ARM   引言 　　工业现场经常要采集多点数据，模拟信号或开关信号，一般用到 RS485 总线，使用一主带多从的通信方式，该种方式接线方便只需要两根屏蔽电缆线，通信距离远最大可支持 1500m ，加中继器还可延长通信距离，采用差分信号方式抗电磁干扰好。但该方式通信速度不能太快，一般采用主从召唤的方式采集各子单元的数据，即主单元依次召唤各子单元 ( 见图 1) ，召唤到哪个单元哪个单元上传数据，总线的使用权完全由主单元分配，各子单元不能擅自占领总线。如果系统的单元多，主单元循环采集一周的时间就很长，子单元信息变化时不能及时发送给主单元，导致系统对突变事件的反应处理速度慢。本文通过总线状态检测、从机主动上发的方式解决。       图 1  常规 RS485 总线主从方式接口图       硬件设计   整个系统由主单元和多个子单元组成 ( 图 2) ，主单元包括： ARM7 微控制器、程序存储器、数据存储器、与子单元通信 RS485 、与主单元通信 RS485 、系统电源和通信隔离电源；子单元包括： MSP430 单片机、与子单元通信 RS-485 、系统电源和通信隔离电源。       图 2  系统框图   主单元   　　 ARM 微控制器是主单元的核心，采用三星 32 位 ARM7TDMI 内核芯片 S3C44B0 ，该芯片最高处理速度可达 76MHZ ，总线开放，可外扩程序存储器 FLASH 和数据存储器 SDRAM ，该系统外扩了 SST 公司生产的 39VF1601 和现代生产的 HY57V641620HG ， 2 个 UART 串行接口，使用 ADI 的隔离 RS-485 芯片 ADM2483 进行接口电平转换，总线状态检测使用 74HC125 三态门芯片。   子单元   　　子单元的微控制器使用 TI 的 MSP430F133 单片机，该单片机处理速度可达 8MHz ， 8K 字节片内 FLASH 存储， 256K 字节片内 SRAM 。     电源电路   电源电路采用开关电源供电，开关电源输入电压范围比较宽，输出直流电压 5V ，通过 SP1117-3.3 和 SP1117-2.5 芯片输出 3.3V 电源。 RS-485 需要的隔离 5V 电源通过 DC-DC 模块得到。   总线检测电路   总线状态检测使用 74HC125 三态门芯片和单片机的两个 I/O( 图 3) ，当系统都不使用总线时，每个单元的 74HC125 都输出高阻状态，此时总线为低电平，当有单元要使用总线时，他首先检测总线状态，如果总线为低电平，该单元迅速把 74HC125 改为输出状态，此时总线变为高电平，该单元占领总线，往总线上发送数据，发送数据完成再把 74HC125 改为高阻状态。如果检测到总线是高电平，等待检测，直到总线变低后再占领总线。       图 3  总线检测电路         隔离 485 电路   使用 ADI 的 ADM2483 芯片进行接口电平转换 ( 图 4) ，该芯片属于隔离 485 ，双电源供电输入输出隔离。       图 4 隔离 485 电路   软件设计 　　 主机程序部分需要实现各从机上传数据的接收、处理和上传。主机接收子单元信息通过一个 RS-485 串口实现，数据格式为 16 进制，数据位 8 位， 1 个起始位， 1 个结束位，无寄偶校验位，波特率 9600bps 。采用串行口中断的方式接收，主机程序初始化完成后等待各从机发送信息，当主机接收到第一个字节后，判断该字节是否为设备号，如果不是设备号，接收个数清零，如果是设备号继续接收第二个字节；判定第二个字节是否为正确的功能码，如果功能码错误，接收个数清零重新接收，功能码正确；接收第三个字节，该字节为从单元发送信息的字节个数 x ，计算从单元发送总字节个数为 M=X+3+2,3 个开头字节和 2 个 CRC 校验码，主机接收到 M 个字节后，首先判断 CRC 校验码是否正确，错误舍弃所有信息，正确则把从单元的信息保存到数据区，该次接收结束，主机继续等待接收。 　　信息的上传通过一个 RS-232 串口实现。当主机接收到从机信息后，进行数据的处理，发现从单元信息发生变化，主机准备把从机信息发送到上位机，首先重新初始化发送缓冲区，然后通过中断的方式依次发送信息到上位机，发送信息包括设备号、功能码、发送字节个数、信息字节和 CRC 校验码。 主机单元接收数据流程图示于图 5 。     图 5  程序流程图   结语 　 　笔者所设计的系统实现了开关信号的多点监测，一个主机单元， 32 个从机单元，每个从机单元监测 32 个开关，该系统共可监测 1024 个开关，使用 9600bps 的波特率。采用主从召换的方式，开关信号监测的反应时间一般要用 20-30s ，使用该种总线检测的方式，开关信号的反应速度最慢也不超过 1s ，快时只有几百 ms ，大大提高反应时间，并且由于不用时时召唤，总线数据流少，提高了总线的稳定性。   参考文献： 　 　 1.  李朝青著， PC 机及单片机数据通信技术，北京航空航天大学出版社 　 2.  田泽著，嵌入式系统开发与应用，北京航空航天大学出版社  登陆 www.adum.com.cn 了解更多。