CN113411241A - Rs485通讯电路、通讯***及空调*** - Google Patents

Rs485通讯电路、通讯***及空调*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种RS485通讯电路、通讯***及空调***，该电路包括RS485芯片及三极管；RS485芯片的发送使能端与接收使能端连接，且均与三极管的集电极连接；三极管的集电极通过第一电阻与工作电压连接，基极与控制芯片的发送端连接，发射极接地；RS485芯片的数据发送端接地，数据接收端与控制芯片的接收端连接，输出正端连接上拉电阻，输出负端连接下拉电阻。本发明通过硬件零延时自动换向，不需要再增加IO口及使用软件换向，减少了干扰引入，提高了通讯速度及可靠性，节省了单片机硬件资源，简化了软件设计。

Description

RS485通讯电路、通讯***及空调***
技术领域
本发明涉及RS485通讯技术领域，具体而言，涉及一种RS485通讯电路、通讯***及空调***。
背景技术
现有的一对一或多对多的半双工RS485通讯电路均采用3线实现，除了接收与发送两个IO(Input/Output，输入/输出)口外，还需要再增加一个接收与发送的转换口，通过软件对RS485芯片的收发口进行控制，此种方式存在以下几个问题：1、如果下位机在处理数据结束后迅速变为发送状态上报数据，此时由于延时切换，上位机的RS485不能及时进行通路倒换，会丢失上报数据；2、在接收和发送数据转换期间，容易引入干扰；3、浪费了单片机软、硬件资源。
发明内容
本发明解决的问题是现有RS485芯片收发切换不及时，容易引入干扰及浪费单片机资源的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种RS485通讯电路，包括RS485芯片及三极管；所述RS485芯片的发送使能端与接收使能端连接，且均与所述三极管的集电极连接；所述三极管的集电极通过第一电阻与工作电压连接，基极与控制芯片的发送端连接，发射极接地；所述RS485芯片的数据发送端接地，数据接收端与所述控制芯片的接收端连接，输出正端连接上拉电阻，输出负端连接下拉电阻。
本发明提供的RS485通讯电路，收发切换采用硬件方式，控制芯片可以通过发送端实现通路的倒换，通过硬件零延时自动换向，不需要再增加IO口及使用软件换向，减少了干扰引入，提高了通讯速度及可靠性，节省了单片机硬件资源，简化了软件设计。
可选地，所述数据接收端与所述控制芯片的接收端之间连接有RC滤波电路；所述RC滤波电路包括第二电阻及第一电容；所述第二电阻的一端与所述数据接收端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端及所述控制芯片的接收端连接，所述第一电容的另一端接地。
本发明在数据接收端与控制芯片的接收端之间设置有滤波电路，可以起到高通滤波或者低通滤波作用，降低线路中的信号干扰。
可选地，还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述数据接收端连接，另一端与工作电压连接。
本发明在数据接收端与工作电压之间还设置有第三电阻，可以向数据接收端提供降压后的工作电压。
可选地，还包括第四电阻；所述第四电阻的一端与所述数据发送端连接，所述第四电阻的另一端接地。
本发明在数据发送端与接地之间还连接有第四电阻，可以将数据发送端降压后接地。
可选地，还包括第五电阻；所述第五电阻的一端与所述输出正端连接，所述第五电阻的另一端与所述输出负端连接。
本发明在输出正端和输出负端之间还设置有终端匹配电阻，在长线信号传输时可以避免信号反射和回波。
可选地，所述第五电阻的阻值取值范围为100至140Ω。
本发明提供了第五电阻的具体取值，可以实现避免信号反射和回波的作用。
可选地，还包括第一热敏电阻及第二热敏电阻；所述第一热敏电阻连接于所述输出正端与另一RS485芯片之间，所述第二热敏电阻连接于所述输出负端与所述另一RS485芯片之间。
本发明在与其他RS485芯片之间连接有热敏电阻，可以实现芯片线路间的降阻连接。
可选地，还包括第六电阻；所述第六电阻的一端与所述三极管的基极连接，所述第六电阻的另一端与所述控制芯片的接收端连接。
本发明在三极管基极与控制芯片的接收端之间还设置有第六电阻，可以起到降压保护作用。
本发明提供一种基于RS485通讯电路的通讯***，包括上述RS485通讯电路。
本发明提供一种空调***，包括上述基于RS485通讯电路的通讯***。
本发明提供的基于RS485通讯电路的通讯***及空调***，可以与上述RS485通讯电路达到相同的技术效果。
附图说明
图1为本发明的一个实施例提供的RS485通讯电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种RS485通讯电路，包括RS485芯片及三极管。
其中，RS485芯片U1的发送使能端DE与接收使能端RE连接，且均与三极管Q1的集电极连接；三极管Q1的集电极通过第一电阻R1与工作电压(+5V)连接，基极与控制芯片的发送端TXD连接，发射极接地。该控制芯片例如可以是单片机。该第一电阻的作用是产生电路压差，将工作电压降压后接入三极管及两个使能端。
U1的数据发送端DI接地，数据接收端RO与上述控制芯片的接收端RXD连接，输出正端A连接上拉电阻，输出负端B连接下拉电阻。
上述通讯电路中，将控制芯片的通讯发送口通过三极管Q1反相后直接连接到RS48芯片U1的收发转换脚，而将RS485芯片U1的数据发送端DI接地，RS485芯片U1的数据接收端RO不变；输出正端A和输出负端B需要配上拉电阻和下拉电阻。
本发明提供的RS485通讯电路，收发切换采用硬件方式，控制芯片可以通过发送端实现通路的倒换，通过硬件零延时自动换向，不需要再增加IO口及使用软件换向，减少了干扰引入，提高了通讯速度及可靠性，节省了单片机硬件资源，简化了软件设计。
图1是本发明的RS485通讯电路的结构示意图，示出了RS485芯片U1及三极管Q1。
如图1所示，数据接收端RO与控制芯片的接收端之间连接有RC滤波电路；该RC滤波电路包括第二电阻R2及第一电容C1。
R2的一端与数据接收端RO连接，R2的另一端与C1的一端及控制芯片的接收端RXD连接，C1的另一端接地。RC滤波电路的电阻及电容参数可根据具体的通讯速率调整，起到高通滤波或者低通滤波作用，在图1中以低通滤波为例进行说明。
可选地，在上述RC滤波电路的基础上，数据接收端RO与工作电压之间还设置有第三电阻R3。如图1所示，R3的一端与数据接收端RO连接，R3的另一端与工作电压连接。将数据接收端RO通过R3连接至工作电压，可以向数据接收端RO提供降压后的工作电压。
如图1所示，在数据发送端DI与接地之间还连接有第四电阻R4。如图1所示，R4的一端与数据发送端DI连接，R4的另一端接地。通过在数据发送端DI与接地之间还连接有R4，可以将数据发送端DI降压后接地。
可选地，在输出正端A之间输出负端B还设置有第五电阻R5，该R5为终端匹配电阻，如图1所示，R5的一端与输出正端A连接，R5的另一端与输出负端B连接。
上述终端匹配电阻，一般低速、近距离通讯时无需使用，在长线信号传输时，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，终端电阻一般介于100至140Ω之间，典型值为120Ω。
可选地，输出正端A、输出负端B分别通过热敏电阻与另一RS485芯片连接。如图1所示，第一热敏电阻PTC1连接于输出正端A与另一RS485芯片之间，第二热敏电阻PTC2连接于输出负端B与另一RS485芯片之间。其中，热敏电阻也可用电阻替代。通过连接上述热敏电阻，可以实现芯片线路间的降阻连接。
可选地，上述Q1的基极通过第六电阻R6与控制芯片连接。如图1所示，R6的一端与三极管的基极连接，R6的另一端与控制芯片的接收端RXD连接。在Q1的基极与控制芯片之间设置第六电阻，起到降压保护作用。
基于图1所示的RS485通讯电路，其工作原理如下：
接收数据：TXD为高电平，经Q1反相为低电平，RS-485芯片接收允许，RXD数据由通讯网络其他机器产生的A、B差分信号决定。
发送数据：当TXD发送低电平时，经Q1反相，DE/-RE为高电平，发送允许，由于DI接地，所以485芯片的输出端A、B产生表示低电平的差分信号，位于网络中与此RS485通讯的RS485芯片如处于接收状态，RO引脚能够收到低电平。
当TXD发送高电平时，经Q1反相，DE/-RE为低电平，RS485芯片处于接收状态，RS485芯片的A、B端处于输入状态，此时靠电阻R8和R7的下拉和上拉作用，使总线上产生正的差分信号，位于网络中与此RS485通讯的RS485芯片如处于接收状态，则RO引脚能够收到高电平。
基于上述RS485通讯电路，程序不必用指令控制DE/-RE进行接收和发送的转换，转换由硬件自动完成，完全实现了由发送数据控制方向的功能，当发送时，通路自动处于发送状态，发送停止后自动处于接受状态。当两个发送器同时发送时会造成总线冲突，接收不到正确的数据，但不会损坏电路。
本发明提供的RS485通讯电路，将主控芯片的通讯发送口通过三极管反相后直接连接到RS485的收发转换脚；数据发送口通过电阻接地，电阻阻值根据需要可进行调整，A脚需要配上拉电阻，B脚需配下拉电阻。收发切换采用硬件方式，无需软件参与换向，基本实现无延时，提高了通讯速率；节省单片机资源，硬件上减少IO口，软件简化设计，提升了效率。
上述RS485通讯电路可以用于一对一通讯，也可用于组网通讯中。
本发明实施例还提供了一种基于RS485通讯电路的通讯***，包括上述RS485通讯电路。
本发明实施例还提供了一种空调***，包括上述基于RS485通讯电路的通讯***。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种RS485通讯电路，其特征在于，包括RS485芯片及三极管；
所述RS485芯片的发送使能端与接收使能端连接，且均与所述三极管的集电极连接；所述三极管的集电极通过第一电阻与工作电压连接，基极与控制芯片的发送端连接，发射极接地；
所述RS485芯片的数据发送端接地，数据接收端与所述控制芯片的接收端连接，输出正端连接上拉电阻，输出负端连接下拉电阻。
2.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，所述数据接收端与所述控制芯片的接收端之间连接有RC滤波电路；
所述RC滤波电路包括第二电阻及第一电容；
所述第二电阻的一端与所述数据接收端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端及所述控制芯片的接收端连接，所述第一电容的另一端接地。
3.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述数据接收端连接，另一端与工作电压连接。
4.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，还包括第四电阻；所述第四电阻的一端与所述数据发送端连接，所述第四电阻的另一端接地。
5.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，还包括第五电阻；所述第五电阻的一端与所述输出正端连接，所述第五电阻的另一端与所述输出负端连接。
6.如权利要求5所述的RS485通讯电路，其特征在于，所述第五电阻的阻值取值范围为100至140Ω。
7.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，还包括第一热敏电阻及第二热敏电阻；
所述第一热敏电阻连接于所述输出正端与另一RS485芯片之间，所述第二热敏电阻连接于所述输出负端与所述另一RS485芯片之间。
8.如权利要求1所述的RS485通讯电路，其特征在于，还包括第六电阻；所述第六电阻的一端与所述三极管的基极连接，所述第六电阻的另一端与所述控制芯片的接收端连接。
9.一种基于RS485通讯电路的通讯***，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的RS485通讯电路。
10.一种空调***，其特征在于，包括权利要求9所述的基于RS485通讯电路的通讯***。
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