CN205384464U - 一种rs-485串口的隔离及自动收发控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，包括RS-485收发器、双路隔离光耦和自动收发控制模块，其中自动收发控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1和三极管Q1，电阻R4一端接电源电压，另一端接三极管Q1的集电极和RS-485收发器的发送使能引脚，三极管Q1的发射极与电阻R3的一端共同接地，电阻R3的另一端接三极管Q1的基极和电阻R2，电阻R2的另一端接二极管D1、电阻R1和电容C1的一端，电容C1的一端接地，电阻R1的另一端接双路隔离光耦的数据发送端和二极管D1的另一端。电阻R1和电容C1的值被配置为使RS-485收发器的数据使能引脚和发送使能引脚的电压由高降落到可识别为低电平电压的时间正好大于发送一个字节所需要的时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及一种RS-485串口自动收发控制及隔离电路。
背景技术
RS-485标准在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中使用广泛。但是，在工业控制等现场环境中，情况复杂，常会有电气噪声干扰传输线路；在多***互联时，不同***的地之间会存在电位差，形成接地环路，会干扰整个***，严重时会造成***的灾难性损毁；还可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌等高电压或大电流。因此，对RS-485接口的隔离是非常有必要的。
RS-485通信接口信号是差分电平形式，半双工模式工作。同一时刻仅仅能发送或者接收，需要控制发送和接收的方向，才能完整交互通信，保证正常的收发。现有的RS-485一般采用软件程序控制换向。而利用软件控制RS-485换向首先会占用控制器引脚，在隔离情况下需要增加一路隔离电路，增加了成本，其次在有操作***的环境下，增加嵌入式软件的开发难度，并且不易于的程序兼容性。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，可实现RS-485串口自动收发控制及串口输出电路与CPU部分电路的隔离。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是利用软件控制RS-485换向首先会占用控制器引脚，在隔离情况下需要增加一路隔离电路，增加了成本，其次在有操作***的环境下，增加嵌入式软件的开发难度，并且不易于的程序兼容性。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，包括RS-485收发器、双路隔离光耦和自动收发控制模块，其中自动收发控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1和三极管Q1，电阻R4一端接电源电压，另一端接三极管Q1的集电极和RS-485收发器的发送使能引脚，三极管Q1的发射极与电阻R3的一端共同接地，电阻R3的另一端接三极管Q1的基极和电阻R2，电阻R2的另一端接二极管D1正极、电阻R1和电容C1的一端，电容C1的一端接地，电阻R1的另一端接双路隔离光耦的数据发送端和二极管D1负极。
进一步地，电阻R4被配置为上拉电阻。
进一步地，电阻R3被配置为下拉电阻。
进一步地，RS-485收发器为ISL81487EIBZ。
进一步地，双路隔离光耦为HCPL-2530。
进一步地，三极管Q1为9013。
进一步地，二极管D1为1N4004。
进一步地，电容C1的电容值为0.1μF。
进一步地，电阻R1的电阻值为1KΩ，电阻R2的电阻值为1KΩ，电阻R3的电阻值为1KΩ，电阻R4的电阻值为10KΩ。
进一步地，电阻R1和电容C1的值被配置为使RS-485收发器的数据使能引脚和发送使能引脚的电压由高降落到可识别为低电平电压的时间正好大于发送一个字节所需要的时间。
本实用新型所述电路能有效地将RS-485串口电路与内部电路隔离，并能使该串口电路实现自动收发。本实用新型采用一个双路光耦芯片来将RS-485串口电路与内部电路隔离，利用RS-485串口的输出线和三极管来实现RS-485串口自动收发控制，节省了控制器的端口资源，同时提高了软件的兼容性以及降低了在操作***下嵌入式程序的开发难度，极大的提高RS-485串口的传输距离及抗干扰能力。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的一个较佳实施例的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型为RS-485串口隔离及自动收发控制电路，如图1所示，其中：
U1为双路隔离光耦，具体型号为HCPL-2530，U1将控制器部分电路与RS-485电路进行隔离，VCC为控制器电源，ISO1-5V为串口电路电源，两路电源两路隔离DC-DC提供。
U2为RS485收发器，具体型号为ISL81487EIBZ，C2为该芯片电源管脚的滤波电容。R5为该芯片接收管脚的上拉电阻，R7为串口输出线A的上拉电阻，R6为串口输出线B的下拉电阻。D2、D3为12V稳压管，起保护输出电平的作用。R8、R9为RS-485串口输出匹配电阻。
R1、R2、R3、R4、Q1、C1、D1构成了RS-485串口的自动收发电路。控制器的URAT模块的RX端直接连接至光耦的输出端RXD，TX端直接连接至光耦的输入TXD。该信号经过光耦隔离后的信号为ISO1_RXD和ISO1_TXD。
在发送端ISO1_TXD通过电阻，三级管Q1以及高电压(ISO1-5V)完成发送逻辑的控制，UART接口在空闲时，ISO1_TXD呈高电平，在此情况下ISO1_TXD将通过电阻R1、R2、R3控制三极管Q1的基级，使Q1导通，来拉低U2(RS485收发器)的RE和DE端口，从而使U1芯片处在接收状态，当微处理器需要发送时，通过置ISO1_TXD为低电平，从而使三级管Q1处于截止状态，达到置高U2的RE和DE端口的作用，实现TXDA低位的发送，ISO1_TXD的高位通过U2的空闲态来表示，最终实现RS-485的发送流程。
本电路还可以根据波特率的不同可以调整电阻R1和电容C1的参数来把发送到接收模式的响应速度调整好最佳，以9600为例,一位起始位,8位数据位,一位停止位,发送一个字节需要十位数据的时间,大概是1ms,可以通过调整电阻R1和电容C1的值,使U2的2、3脚电压由高降落到可识别为低电平电压的时间正好大于1ms即可。实际长距离传输中，一般会选定波特率，并且也因为传输线距离长，对发送到接收的转换速度要求相对低，此电路完全能满足实际长距离传输的需要。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，包括RS-485收发器、双路隔离光耦和自动收发控制模块，其中自动收发控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1和三极管Q1，电阻R4一端接电源电压，另一端接三极管Q1的集电极和RS-485收发器的发送使能引脚，三极管Q1的发射极与电阻R3的一端共同接地，电阻R3的另一端接三极管Q1的基极和电阻R2，电阻R2的另一端接二极管D1正极、电阻R1和电容C1的一端，电容C1的一端接地，电阻R1的另一端接双路隔离光耦的数据发送端和二极管D1负极。
2.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述电阻R4被配置为上拉电阻。
3.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述电阻R3被配置为下拉电阻。
4.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述RS-485收发器为ISL81487EIBZ。
5.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述双路隔离光耦为HCPL-2530。
6.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述三极管Q1为9013。
7.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述二极管D1为1N4004。
8.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述电容C1的电容值为0.1μF。
9.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述电阻R1的电阻值为1KΩ，电阻R2的电阻值为1KΩ，电阻R3的电阻值为1KΩ，电阻R4的电阻值为10KΩ。
10.如权利要求1所述的RS-485串口的隔离及自动收发控制电路，其特征在于，所述电阻R1和电容C1的值被配置为使RS-485收发器的数据使能引脚和发送使能引脚的电压由高降落到可识别为低电平电压的时间正好大于发送一个字节所需要的时间。
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|---|---|---|---|---|
| CN106253948A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 无锡蓝天电子股份有限公司 | 一种基于cpld的中继器 |
| CN107508613A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-12-22 | 广州致远电子有限公司 | 收发电路 |
| CN109285258A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-29 | 郑州华力信息技术有限公司 | 一种具有语音播报功能的蓝牙数据转发装置 |
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