无极性RS485通信芯片
RS_485网络通信的无极性接线设计
第 31卷第 12期 2005年 12月
EL
电子工 ECTRON IC
程 EN
师 G IN
EER
V oDl.
31 ec.
No. 12 2005
RS2485网络通信的无极性接线设计
吴 强 1 , 周小芳 2
(1. 东南大学计算机科学与工程系 , 江苏省南京市 210096; 2. 东南大学电子管厂 , 江苏省南京市 210096)
序进行预检 ,当某一个从模块的通信线路极性接正确 , 对应位 ( bi )就填上“0”,反之就填上“1”。在以后真正 进行通信时 ,当主模块和某一个从模块通信时 ,先查一 下此表 ,再控制异或门进行信号反相或不反相 。 RS2 485极性校正程序如图 4所示 。
图 3 自动修正通信线路极性的示意图
此 方法的优点是 :不需要改变从模块的任何硬件 连接 ,只需要在主模块中增加 2 个异或门和占用 1 根 I/O 口线 ,可使整个系统改动最小 (因为 1个主模块对 于 n个从模块 ) 。主模块中需要加 RS2485极性校正程 序 ,该程序的主要功能是自动测试各个从模块 RS2485 极性是否接反 ,并加以记忆 ,在以后的使用时自动校正 接错的从模块极性 。
本自动修正方案已经成功地应用于多点故障定位 检测系统 ,效果很好 。
参 考 文 献
[ 1 ] 尤一鸣 ,等. 单片机总线扩展技术. 北京 :北京航空航天大 学出版社 , 1996
·书讯 ·
注塑ห้องสมุดไป่ตู้电子电路技术 (附光盘 )
李忠文 , 朱国宪 , 编著 2006年 1月出版 16开 /45元
本书汇集了各种主要机型注塑机电气电路 (继电器控制型 、PLC控制型 、微机控制型 ) ,电子电路 (温度控制器 、时间继电器 、电 子放大器 、微机控制器 )和微机控制系统电路 。为方便初学者使用 ,还介绍了电气图形符号和注塑机电路图 、印刷板图的绘制和识 读 。本书附光盘 ,内容为注塑机微机控制系统的应用程序示例 。
无极性485(SYE3085N)总线在智能抄表系统中的应用
无极性485（SYE3085N）总线在智能抄表系统中的应用1 引言智能抄表系统由主站通过传输媒体将多个用户仪表的数据集中抄读的系统。
它是用现代化的通讯手段去抄读这些仪表的数据，而不用到现场。
智能抄表系统一般是集中抄表系统与数据远程通讯的组合。
网络远程集中抄表是工业和民用中新兴的一项实用技术，结合了计算机、网络、信和工业自动化等现代化技术，并随着技术的不断发展而出现许多不同的实现手段。
本文详细介绍了SYE3085N总线在这种智能抄表系统中的应用。
2 智能抄表系统硬件设计2.1 SYE3085N通讯网络设计SYE3085N总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一，采用SYE3085N总线设计网络也是基于这些原因。
SYE3085N总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出;在接收端，接收器将差分信号变成TTL 电平，因此具有抗共模干扰的能力。
根据RS-485标准，传送数据速率达100kbit/s时通讯距离可达1200m。
本文中SYE3085N总线包括数据采集器和数据集中器两个独立的子系统。
在这种主从式的一点对多点的连接中，数据集中器是主机（即所谓的上位机），数据采集器为从机（即下位机）。
网络结构图如图1所示。
网络拓扑结构为总线型。
网络中只能有一个主设备（Master），从设备从不进行主动通讯。
数据集中器作为主设备，主动开始一个通讯过程，即发送指令和数据。
而数据采集器作为从设备监听总线，随时准备响应总线指令，回应数据集中器。
图1 基于SYE3085N总线网络的集中器与采集器结构图2.2 采用SYE3085N的优势SYE3085N是一款无极性485通信接口芯片，完全兼容RS-485，其突出的优点是其输入端A、B没有正负极性的区分，无论输入端的两条接线如何连接，都不会影响正常的通信。
因此，在抄表系统中使用时，能够彻底杜绝由于接线的正负端与485的极性不符使通信不畅所带来的麻烦，大大提高工程质量和系统工作的稳定性和可靠性。
无极性RS485通信芯片
6、典型应用电路
无极性应用时，应用在非隔离方案上，具有自动判定收发模式（自动判定收发模式下， 会 bypass 待机模式），master 端典型应用电路如下：
联系人： 18620140156 刘生
第2页共8页
邮箱： lyf_gmdz@
GS1485
slave 端电路如下：
当作为无极性使用 AB 总线上只需要在 master 端加上下拉电阻，slave 端不能加上下拉电阻。 GS1485 同时也可以兼容有极性应用,直接并入有极性组网里混用。
VOC(pp)
VOC(SS)
TPLH TPHL TRLH TRHL
Test Conditions RL=51,CL=50P
Driver
differential
output
voltage
magnitude
Peak-to-peak driver
common-mode output
voltage
Steady-state
GS1485
单位
V V V V 地 V V V
联系人： 18620140156 刘生
第4页共8页
邮箱： lyf_gmdz@
GS1485
8、电气特性
参数
符号 条件
供电电压 VCC
LDO
Vreg
LDO 输 出 Ireg 电流
LDO 压降 Vdrop Iout=20mA，VCC=5 V
LDO 限流 Iclt
自动判别使能
当 RE 悬空时，进入自动判定收发 模式，此模式下，RO 将默认为高。
A 与 B 输出
A，B 端口作为输出端口时候可以耐受 8000V 人体模型 ESD. 可以在-7 到 12V 共模 电压下正常通信
无极性485接口电路SYE485NE说明书
●静电保护(ESD): L1、L2 ±20kV-人体模式(HBM) ●三态输出 ●半双工 ●总线允许多达 256 个收发器 ●可实现 A,B 反接通讯 ●完全兼容其他 485 芯片
应用 ：
●工业控制 ●电表 ●工业电机驱动 ●自动 HVAC 系统 ●RS485/RS422 接口
封装：
１
引脚功能描述：
引脚 1 2 3
4 5 6 7 8
名字 RO RE DEFra bibliotekDI GND L2 L1 VCC
功能 接收输出端。 接收使能端：低电平有效，RE 为高时，接收输出为高阻 发送使能端：高电平有效，DE 为低时，发送输出为高阻。 DE 为高电平时 芯片工作在发送状态，DE 为低电平且 RE 为低电平时芯片工作在接收状态。 发送数据输入端。 地 接收输入端/发送输出端 接收输入端/发送输出端 电源
VOD1
驱动差分输出(带负载)
VOD2
互补输出状态驱动差分输
出电压的变化幅度
∆VOD
驱动共模输出电压
VOC
互补输出状态驱动共模输
出电压的变化幅度
∆VOC
CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS
5
V
2
3
V
R=50Ω
0.2
V
3
V
0.2
V
输入高电压
VIH
DE ,RE,DI
2
V
输入低电压
VIL
驱动输出压摆到
tSKEW
输出
驱动上升与下降
tR
时间
tF
驱动开启到输出 为高
tZH
CL=100pF
驱动开启到输出 为低
tZL
ECH485NE
共模电压的 幅度变化 注释2 输入高电压
∆VOC 图 3，R=50Ω 或 R=27Ω VIH1 DE,DI,/RE,H/F,TXP,RXP
0.2 V V
输入低电压
VIL1 DE,DI,/RE,H/F,TXP,RXP
2.0
0.8 V
DI 输入迟滞
VHYS
100
mA
输入高电压
VIH2 SRL
VCC-0.8
VOD1 图 3
差分驱动器输出
图3，R=50Ω (RS-422)
2.0
VOD2
（有负载）
图3，R=27Ω (RS-485)
1.5
5V V V
差分输出电压的 幅度变化（注释2）
∆VOD 图 3，R=50Ω 或 R=27Ω
0.2 V
驱动器共模输出电压 VOC 图 3，R=50Ω 或 R=27Ω
3.0 V
20
从待机到输出高的驱动 TDZH
器使能
(SHDN) 图 6 和 8，CL=15pF S2 关闭
从待机到输出低的驱动 器使能
TDZL (SHDN)
图 6 和 8，CL=15pF
S1 关闭
从待机到输出高的接收 TRZH 图 4 和 10，CL=100pF S2 关闭
器使能
(SHDN)
从待机到输出低的接收 TRZL
定购信息
型号
极性
ECH485EESA 有
ECH485NE
无
框图
温度范围 -40℃～+85℃ -40℃～+85℃
封装 SOP8 SOP8
注：ECH485NE 电路无 A、B 引脚之分
供应商：江苏省南京市
地址：南京市江宁区胜利路19号 联系人：李先生
无极性rs485接口芯片的研究与实现
第1章绪论1.1 RS485简介及应用RS485是一种对于数据传输制定的标准，主要针对接口制定了一些电气规定，数据的主要传输方式是差分形式。
RS485接口标准的英文全称为“Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systerms”，为方便起见，人们将全称简化为了RS485。
由于RS485是在RS422和RS232上面演变出来的，所以相对它们有较多优点。
例如以前RS232的总线节点数为1发1收，RS422的总线节点数为1发10收，而目前RS485的总线节点数为1发至少32收[2]；带负载能力变强，RS232可以驱动3KΩ~7KΩ的负载，RS422可以驱动100Ω的负载，而RS485可以驱动54Ω的负载。
除举例的几点外RS485还有其他相对的优点，像驱动器的共模电压范围等等。
RS485总线对于数据通信存在一些不能兼容的问题，其传输的最大速率和最大距离不能同时达到最大，也就是说当RS485总线的数据传输速率最大时其传输距离为最小，这时如果想要达到远距离传输[3]，应在传输总线上增加RS485中继器来达到[4]。
同样，当数据通信为最远时，这时数据传输速率又处于最小。
所以对于不一样的使用领域需要设计相应的RS485接口芯片[5]。
本文设计的无极性RS485接口芯片适用于中等通信速率及中等通信距离场所。
目前已有的RS485接口芯片上限可以达到10Mbps的数据率，传输距离超过1200米[6]。
RS485接口标准得到广大用户青睐的一个主要原因是RS485使用起来方便，而且如果用户有其他特别需求可以在RS485标准的基础上设立自己额外的标准。
比如PROFIBUS-DP、CAN、FF、Modbus及INTERBUS-S的物理层协议都是构建在RS485标准协议的基础上，或是与RS485标准协议保持兼容[7]。
无极性rs485芯片驱动器的设计
图 1 驱动器整体电路图3 原理分析无极性 RS485 芯片应用在 RS485 传输网络中，驱动器模块主要将源端的数字信号转换成总线上的高低电平，然后继续在网络中传输。
在转换过程中需要过流检测模块，电压检测模块，控制模块以及输出模块来构成整个系统。
电流检测模块主要检测 A、B 端口的短路电流的大小，当电流过大时，会减少输出端的电流支路，达到减小电流目的；电压检测模块主要检测 A、B 端口的电压，当电压大于 5 V 或者小于 0 V，输出就会跳变，达到二重保护的作用；控制模块通过外部输入的数据及集成电路应用 第 36 卷期（总第 314 期）2019 年 11 月 173.4 输出模块（1）B 端口输出高低电平分析。
输出模块电路如图 4，分为上下两部分，其中上部分电路负责将输出端口 B 抬为高电平，而下部分电路负责将输出端口 B 拉为低电平。
输出模块的输出主要由控制模图 4 输出模块表 2 “1”输入控制模块的输出图 3 电压检测模块图 2 过流检测模块5 结语本文介绍的无极性 RS485 芯片驱动器的设计方法，能很好地解决驱动器电路中存在的漏电，短路电流过大以及总线上电压异常造成 MOS 管损坏等问题。
驱动器电路能准确识别输入端传输的数据，并且以差分对的形式在 A、B 总线上无误差的传输。
参考文献[1] 耿立中,王鹏,马骋,贾惠波.RS485高速数据传输协议的设计与实现[J].清华大学学报(自然科图 5 过流检测模块输出电压波形图 6 电压检测模块输出电压波形图 7 驱动器输出电压波形图 8 驱动器输出短路电流波形18 集成电路应用 第36卷第11期（总第314期）2019年11。
RS485超长距离无极性接线通讯解决方案
115.2KBPS 到 300M 19.2KBPS 到 10KM 9600BPS 到 20KM 4800BPS 到40KM 4、 总线负载： 总线上可挂接32个设备 5、 工作模式： 异步半双工（RS485) 6、 浪涌保护： RS485每线都具有600W 雷击、浪涌保护 7、 电气接口： RS232为 DB9孔 ， RS485为接线端子，接线方式：无极性接线 电源为接线端子 8、 工作温度：-20°C--85°C 9、 工作湿度：5-- 95%
• PWR 指示灯：当接上电源后，红色 PWR 灯点亮，代表转换器供电正常。 • TXD/RXD 指示灯：当有数据收、发时，绿色 RXD、TXD 灯会根据数据频率闪烁。
工业级 CAN 至 RS-485光电隔离转换器
概述：
XRDD-CAN485G 是一款专为工业设计的带隔离的 CAN 与 RS-485双向转换器,它可以延长 CAN 的传输距离，而且通过485总线可以轻松把多个串口或485设备连成一个网络。由于该产品内部带 有光电隔离和浪涌保护模块，可以有效的保护接口不被雷击或强电磁信号损坏。
产品参数：
1、 传输速率： 300---115200 bps
2、 传输距离： 115.2KBPS 到 300M 19.2KBPS 到 10KM 9600BPS 到 20KM 4800BPS 到40KM
3、 总线负载： 总线上可挂接32个设备
4、 工作温度：-20°C--85°C 5、 工作湿度：5-- 95% 6、 电源输入：输入电压：+5V 直流电源 7、 体积：25*25*15 (mm)
应用领域：
工业自动化控制系统、远程抄表系统、远程计算机监控系统、门禁系统、考勤管理系统、消费系 统、停车场系统、自助银行系统、公共汽车收费系统、公路收费站系统等
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无极性 485 接口芯片 GM1485D 9、应用说明
1、GM1485D 内部集成 LDO 除了为内部电路供电，还通过 VREG 引脚对外提 供一个 5V 电源。LDO 可以外部额外提供 50mA 电流，若超过这个电流值，则相 应需要减小 AB 端口的负载电流。LDO 还集成了过流保护和短路保护功能，当输 出电流超过 250mA 时，过流保护会启动，钳制住输出电流。集成的短路保护电 路使 LDO 在 VREG 对地短路的情况下，输出电流会限制在 10mA。
芯片具有一个驱动器和一个接收器， 输出驱动设计了压摆率限制，使得芯片能 够减小 EMI 和信号反射效应，实现无差错 数据传输。
芯片能在+5V～+28V 的宽范围电源 电压内正常工作，内部集成了稳压器，可 以为外部电路提供 5V/50mA 的稳压电源。 在隔离应用条件下，这个稳压电源可以为 光耦等外围器件提供电源。
差 分 输 出 ΔVOD 电压变化 DI 上 拉 电 Rdi 阻 DI 高电平 VIH DI 低电平 VIL 输 出 短 路 Iosd 电流 A 端上拉电 Ra 阻 B 端下拉电 Rb 阻
VA-VB=-200mV VA-VB=200mV
差分 RL=100Ω 差分 RL=54Ω 空载 差分 RL=100Ω 或者 54Ω
说明 最大 VDD 端电压 RE 输入范围 DI 输入范围 RO 输出范围 接收引脚输入范围 最大结温 热阻 储存温度 最大消耗功率（SOP8） 最大消耗功率（ESOP8） HBM
大小 30 GND-0.3~5.5 GND-0.3~5.5 GND-0.3~5.5 -7~12 170 40 -60~160 0.8 1.5 8000
GM1485D 合并了 DE/RE 接口为 RE， RE 引脚可以控制接收和发送，但也可以 悬空，在悬空条件下，芯片自动判断收发 方向，从而使芯片尤其适合于隔离应用， 仅需 2 个光耦。
芯片静态功耗小于 500μA。驱动器具 有短路电流限制，输出短路条件下会自动 限制输出电流，内部还具有过温保护电 路，可以通过热关断电路将驱动器输出关 断，防止热损坏。
2、GM1485D 具有自动方向识别功能。当 RE 引脚悬空，芯片会进入自动方 向识别状态。该功能可以在隔离应用情况下，减少一个光耦。在自动识别方向状 态时，空闲条件下，DI 必须置为高电位。对于长距离和负载节点数多的的应用， 建议不采用该功能，任然采用 RE 控制方向。
3、对于非隔离应用方案，系统若 5V 电源供电，则可以将 VDD 与 VREG 短接 到一起，直接采用 5V 电源供电，这样可以减少芯片的热耗。
4、封装类型
■SOP8 ■ESOP8
广州国梦电子科技有限公司 电话：一八六二〇一四〇一五六
刘经理
Version1.0 2016 年 10 月 12 日 E-mail: lyf_gmdz@
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无极性 485 接口芯片 GM1485D 5、功能引脚定义
图 1、GM1485D Top View
电流
VIN=-7V
-100
uA
AB 端 输 入 Rin
-7V<VCM<12V
96
KΩ
阻抗
比较阈值 Vth
-7V<VCM<12V
-100
100 mV
比较迟滞 ΔVth -7V<VCM<12V
75
mV
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无极性 485 接口芯片 GM1485D
RO 拉电流 Isink RO 高电平 Ioh RO 高 阻 漏 Iozr 电 发送端特性 差分输出 VOD
广州国梦电子科技有限公司
GM1485D
无极性 RS485 接口芯片 GM1485D
1、产品简介
GM1485D 芯片是用于 RS-485 通信的 低功耗收发器，具有 1/8 单位负载的接收 器输入阻抗，使得总线上最多可以有 256 个收发器，构成半双工通信网络。芯片最 高传输速率大于 500kbps。
50 mA
电流
LDO 压降 Vdrop Iout=20mA，VCC=5 V
0.2
V
LDO 限流 Iclt
250 mA
LDO 短 路 Ip
10
mA
保护电流
工作电流 Icc
空载
0.5
mA
热保护点 Tp
150
℃
热 性
AB 端 输 入 Ia，Ib VIN=12V
125 uA
2、应用范围
■工业控制 ■电表、水表、气表 ■工业电机驱动 ■自动 HVAC 系统 ■RS485/RS422 接口
3、特色
■工作电压：5~28V ■最高传输速率：500Kbps ■ESD HBM ±8KV ■集成 5V 稳压电路 ■半双工 ■三态输出 ■总线最多允许 256 个收发器 ■温度范围 -40℃ to +85℃ ■隔离应用条件下外围器件极少
单位 V V V V V ℃ ℃/W ℃ W W V
8、电气特性
(各外围参数如图 4 所示，VDD =12V， TA = +25℃，负载电阻 RL 直接加到 L、N， 除非特别注明) A、直流特性
参数
符号 条件
最小 典型 最大 单位
供电电压 VCC
5
28 V
LDO
Vreg
4.5
5.5 V
LDO 输 出 Ireg
4、对于负载较重的 485 网络，建议采用 ESOP8 封装，并在 PCB 设计时考虑 散热设计。
第5页共7页
无极性 485 接口芯片 GM1485D 10、封装外形尺寸
SOP8
第6页共7页
ESOP8
无极性 485 接口芯片 GM1485D
第7页共7页
输 出 压 摆 Tsdk
到输出
输 出 上 升 Tr
与下降
Tf
最大传输
速率
无极性侦
测时间
条件 Rdif=100Ω，CL=15pF
Rdif=100Ω，CL=50pF CL=50pF DI=0,测试极性翻转时间
最小 典型 最大 单位
200 ns 200 ns 30 ns
1000 ns 1000 ns 150 ns
10 4.5
±1
mA 5.5 V
uA
2.0
5.5 V
1.5
5.5 V
5.5 V
0.2 V
300
KΩ
2.5
V
0.8 V
-250
250 mA
100
KΩ
100
KΩ
B、开关特性
参数
符号
接收端特性
输 入 到 输 Tplh
出延迟
Tphl
输 出 压 摆 Tsdk
到输出
发送端特性
输 入 到 输 Tplh
出延迟
Tphl
同相输入/输出端 反相输入/输出端 电源，可接受 5~28V 输入
注意：EP 必须在 PCB 设计时接露铜散热区
6、典型应用电路
图 2 典型应用电路图 第2页共7页
无极性 485 接口芯片 GM1485D 7、极限参数
符号 VCC RE DI RO A、B Tj Θja Tstg Pd1 Pd2 ESD
序号 1
2
3 4 5 6 7 8
名称
RO
RE
VREG DI GND A B VDD
说明
接收端输出，接收使能时，VA-VB>-50mV，输出高电平； VA-VB<-200mV，输出低电平；发送时，RO 输出高阻态。 使能引脚,低电平芯片处于接收状态，高电平处于发送状 态，悬空状态芯片的状态由 DI 自动控制。 5V LDO 输出,外接 1uF 电容 数据输入，在空闲状态时，DI 必须用高电平驱动 接地