采用金升阳公司的B0505S隔离模块实现收发器两端电源与地完全隔离。其隔离电路如图3所示。
4 RS485总线零延时收发的实现
在RS485总线节点电路设计中,一般要将收发器的接收允许(RE)和发送允许(DE)两个引脚短接,由一根信号线来控制收发的切换。在控制电路中,一般用单片机I/O引脚来控制RS485收发器的收发转换,这样就需要由软件来控制单片机I/O引脚的电平,以达到控制RS485收发转换的目的。RS485收发器通常处于接收状态,当要发送数据时,由程序控制RE/DE变为高电平,串行通信单元发送数据;等待发送完毕后,程序再将RS485收发器转换到接收状态。发送完毕的标志一般由串行通信的特定寄存器提供状态指示,再由程序去查询。这样造成RS485通信存在以下问题:
◆在想要发送数据和真正能发送数据之间,存在一定的延时;
◆如果发送到接收的转换时机不当,则会造成数据丢失;
◆在接收和发送数据转换期间,容易引入干扰,收到多余的杂乱数据。
在设计RS485总线接口电路时充分考虑到了总线的延时问题,应用一个高速的NPN三极管控制实现RS485总线的零延时收发,如图2所示。
不发送数据时,逻辑端TXD信号为高电平。此时Q1导通,使RE/DE信号线上为低电平,ADuM2483接收允许。发送数据时,若TXD为低电平,Q1关断,从而使RE/DE信号线上为高电平,发送允许,ADuM2483的输出端A、B上产生表示低电平的差分信号。当TXD为高电平时,Q1导通,使RE/DE信号线上为低电平,ADuM2483的A、B端处于高阻态。此时靠电阻R1和R2的上拉和下拉作用,使总线上产生正的差分信号,从而将TXD的高电平信号送出。
由以上分析看出,在使用这个电路时,只要程序能保证不同时进行接收和发送的操作,即保证是半双工传送数据,则不必用软件控制RE/DE进行接收和发送的转换,可由硬件本身完成,从而提高了RS485总线接收、发送数据的高速率和高可靠性。
结 语
本节点的设计采用新型集成隔离电路的RS485总线收发器ADuM2483,降低了系统的功耗,简化了设计的结构,增强了系统的稳定性。采用硬件的零延时技术提高了节点的收发效率,提高了系统性能。经测试,效果良好,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合的应用。