一種rs-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種RS-485串口自動收發(fā)控制及隔離電路。
【背景技術(shù)】
[0002]RS-485標(biāo)準(zhǔn)在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域中使用廣泛。但是，在工業(yè)控制等現(xiàn)場環(huán)境中，情況復(fù)雜，常會有電氣噪聲干擾傳輸線路;在多系統(tǒng)互聯(lián)時，不同系統(tǒng)的地之間會存在電位差，形成接地環(huán)路，會干擾整個系統(tǒng)，嚴(yán)重時會造成系統(tǒng)的災(zāi)難性損毀；還可能存在損壞設(shè)備或危害人員的潛在電流浪涌等高電壓或大電流。因此，對RS-485接口的隔離是非常有必要的。
[0003]RS-485通信接口信號是差分電平形式，半雙工模式工作。同一時刻僅僅能發(fā)送或者接收，需要控制發(fā)送和接收的方向，才能完整交互通信，保證正常的收發(fā)?，F(xiàn)有的RS-485一般采用軟件程序控制換向。而利用軟件控制RS-485換向首先會占用控制器引腳，在隔離情況下需要增加一路隔離電路，增加了成本，其次在有操作系統(tǒng)的環(huán)境下，增加嵌入式軟件的開發(fā)難度，并且不易于的程序兼容性。
[0004]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，可實現(xiàn)RS-485串口自動收發(fā)控制及串口輸出電路與CPU部分電路的隔離。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是利用軟件控制RS-485換向首先會占用控制器引腳，在隔離情況下需要增加一路隔離電路，增加了成本，其次在有操作系統(tǒng)的環(huán)境下，增加嵌入式軟件的開發(fā)難度，并且不易于的程序兼容性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，包括RS-485收發(fā)器、雙路隔離光耦和自動收發(fā)控制模塊，其中自動收發(fā)控制模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容Cl、二極管Dl和三極管Ql，電阻R4—端接電源電壓，另一端接三極管Ql的集電極和RS-485收發(fā)器的發(fā)送使能引腳，三極管Ql的發(fā)射極與電阻R3的一端共同接地，電阻R3的另一端接三極管Ql的基極和電阻R2，電阻R2的另一端接二極管Dl正極、電阻Rl和電容Cl的一端，電容Cl的一端接地，電阻Rl的另一端接雙路隔離光耦的數(shù)據(jù)發(fā)送端和二極管Dl負(fù)極。
[0007]進(jìn)一步地，電阻R4被配置為上拉電阻。
[0008]進(jìn)一步地，電阻R3被配置為下拉電阻。
[0009]進(jìn)一步地，RS-485收發(fā)器為 ISL81487EIBZ。
[0010]進(jìn)一步地，雙路隔離光耦為HCPL-2530。
[0011]進(jìn)一步地，三極管Ql為9013。
[0012]進(jìn)一步地，二極管Dl為1N4004。
[0013]進(jìn)一步地，電容Cl的電容值為0.lyF。
[0014]進(jìn)一步地，電阻Rl的電阻值為IKΩ，電阻R2的電阻值為IKΩ，電阻R3的電阻值為IKΩ，電阻R4的電阻值為1KΩ。
[0015]進(jìn)一步地，電阻Rl和電容Cl的值被配置為使RS-485收發(fā)器的數(shù)據(jù)使能引腳和發(fā)送使能引腳的電壓由高降落到可識別為低電平電壓的時間正好大于發(fā)送一個字節(jié)所需要的時間。
[0016]本實用新型所述電路能有效地將RS-485串口電路與內(nèi)部電路隔離，并能使該串口電路實現(xiàn)自動收發(fā)。本實用新型采用一個雙路光耦芯片來將RS-485串口電路與內(nèi)部電路隔離，利用RS-485串口的輸出線和三極管來實現(xiàn)RS-485串口自動收發(fā)控制，節(jié)省了控制器的端口資源，同時提高了軟件的兼容性以及降低了在操作系統(tǒng)下嵌入式程序的開發(fā)難度，極大的提高RS-485串口的傳輸距離及抗干擾能力。
[0017]以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
【附圖說明】

[0018]圖1是本實用新型的一個較佳實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型為RS-485串口隔離及自動收發(fā)控制電路，如圖1所示，其中:
[0020]Ul為雙路隔離光耦，具體型號為HCPL-2530，U1將控制器部分電路與RS-485電路進(jìn)行隔離，VCC為控制器電源，ISO1-5V為串口電路電源，兩路電源兩路隔離DC-DC提供。
[0021]U2為RS485收發(fā)器，具體型號為ISL81487EIBZ，C2為該芯片電源管腳的濾波電容。R5為該芯片接收管腳的上拉電阻，R7為串口輸出線A的上拉電阻，R6為串口輸出線B的下拉電阻。D2、D3為12V穩(wěn)壓管，起保護(hù)輸出電平的作用。R8、R9為RS-485串口輸出匹配電阻。
[0022]R1、R2、R3、R4、Q1、C1、DI構(gòu)成了RS-485串口的自動收發(fā)電路?？刂破鞯腢RAT模塊的RX端直接連接至光耦的輸出端RXD，TX端直接連接至光耦的輸入TXD。該信號經(jīng)過光耦隔離后的信號為ISOI _RXD和ISOI _TXD。
[0023]在發(fā)送端IS01_TXD通過電阻，三級管Ql以及高電壓(IS01-5V)完成發(fā)送邏輯的控制，UART接口在空閑時，IS01_TXD呈高電平，在此情況下IS01_TXD將通過電阻Rl、R2、R3控制三極管Ql的基級，使Ql導(dǎo)通，來拉低U2(RS485收發(fā)器)的RE和DE端口，從而使Ul芯片處在接收狀態(tài)，當(dāng)微處理器需要發(fā)送時，通過置IS01_TXD為低電平，從而使三級管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，達(dá)到置高U2的RE和DE端口的作用，實現(xiàn)TXDA低位的發(fā)送，I SO 1_TXD的高位通過U2的空閑態(tài)來表示，最終實現(xiàn)RS-485的發(fā)送流程。
[0024]本電路還可以根據(jù)波特率的不同可以調(diào)整電阻Rl和電容Cl的參數(shù)來把發(fā)送到接收模式的響應(yīng)速度調(diào)整好最佳，以9600為例，一位起始位，8位數(shù)據(jù)位，一位停止位，發(fā)送一個字節(jié)需要十位數(shù)據(jù)的時間，大概是Ims，可以通過調(diào)整電阻Rl和電容Cl的值，使U2的2、3腳電壓由高降落到可識別為低電平電壓的時間正好大于Ims即可。實際長距離傳輸中，一般會選定波特率，并且也因為傳輸線距離長，對發(fā)送到接收的轉(zhuǎn)換速度要求相對低，此電路完全能滿足實際長距離傳輸?shù)男枰?br>[0025]以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，包括RS-485收發(fā)器、雙路隔離光耦和自動收發(fā)控制模塊，其中自動收發(fā)控制模塊包括電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容Cl、二極管Dl和三極管Ql，電阻R4—端接電源電壓，另一端接三極管Ql的集電極和RS-485收發(fā)器的發(fā)送使能引腳，三極管Ql的發(fā)射極與電阻R3的一端共同接地，電阻R3的另一端接三極管Ql的基極和電阻R2，電阻R2的另一端接二極管Dl正極、電阻Rl和電容Cl的一端，電容Cl的一端接地，電阻Rl的另一端接雙路隔離光耦的數(shù)據(jù)發(fā)送端和二極管Dl負(fù)極。2.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述電阻R4被配置為上拉電阻。3.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述電阻R3被配置為下拉電阻。4.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述RS-485 收發(fā)器為 ISL81487EIBZ。5.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述雙路隔離光耦為HCPL-2530。6.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述三極管Ql為9013。7.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述二極管Dl為1N4004。8.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述電容Cl的電容值為0.1yF。9.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述電阻Rl的電阻值為IK Ω，電阻R2的電阻值為IK Ω，電阻R3的電阻值為IK Ω，電阻R4的電阻值為1K Ω。10.如權(quán)利要求1所述的RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，其特征在于，所述電阻Rl和電容Cl的值被配置為使RS-485收發(fā)器的數(shù)據(jù)使能引腳和發(fā)送使能引腳的電壓由高降落到可識別為低電平電壓的時間正好大于發(fā)送一個字節(jié)所需要的時間。
【專利摘要】本實用新型公開了一種RS-485串口的隔離及自動收發(fā)控制電路，包括RS-485收發(fā)器、雙路隔離光耦和自動收發(fā)控制模塊，其中自動收發(fā)控制模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、二極管D1和三極管Q1，電阻R4一端接電源電壓，另一端接三極管Q1的集電極和RS-485收發(fā)器的發(fā)送使能引腳，三極管Q1的發(fā)射極與電阻R3的一端共同接地，電阻R3的另一端接三極管Q1的基極和電阻R2，電阻R2的另一端接二極管D1、電阻R1和電容C1的一端，電容C1的一端接地，電阻R1的另一端接雙路隔離光耦的數(shù)據(jù)發(fā)送端和二極管D1的另一端。電阻R1和電容C1的值被配置為使RS-485收發(fā)器的數(shù)據(jù)使能引腳和發(fā)送使能引腳的電壓由高降落到可識別為低電平電壓的時間正好大于發(fā)送一個字節(jié)所需要的時間。
【IPC分類】G05B19/04
【公開號】CN205384464
【申請?zhí)枴緾N201521086342
【發(fā)明人】汪德全, 王維建, 蔣杰, 梁超宇, 嚴(yán)華, 傅晨曄
【申請人】上海新華控制技術(shù)(集團(tuán))有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月22日