電路。

　　1.1. RS485 通訊標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

　　相信 RS485 通訊標(biāo)準(zhǔn)大家都已經(jīng)熟悉了，也不再多說。下面的說明部分在網(wǎng)上廣為流傳，就抄抄下來吧。

　　典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是 RS232 和 RS485. 它們定義了電壓，阻抗等。但不對(duì)軟件協(xié)議給予定義，區(qū)別于 RS232， RS485 的特性包括：

　　a. RS-485 的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V 表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為 -（2—6）V 表示。接口信號(hào)電平比 RS -232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。

　　b. RS-485 的數(shù)據(jù)傳輸速率為 10Mbps

　　c. RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。

　　d. RS-485 接口的傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 4000 英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000 米。 RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器，因 RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為的串行接口。因?yàn)?RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò) ，一般只需二根連線，所以 RS485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。

　　1.2. 典型的 RS485 通信芯片

　　以 TI 為例，通常所用的 BC184，內(nèi)置 TVS 保護(hù)，具有 15KV 靜電防護(hù)能力；稍差一點(diǎn)的 BC182，則可以防護(hù)至 8KV ESD 沖擊；而 3082，則只能承受 4KV ESD 沖擊。在選用 485 芯片時(shí)，需注意其 ESD 防護(hù)能力，驅(qū)動(dòng)能力，對(duì) 485 總線差分信號(hào)的定義等。

　　1.3. 485 應(yīng)用電路舉例。

　　a. A/B 線需拉上下拉，保證總線空閑時(shí)，A/B 差分信號(hào)仍是確定狀態(tài)，避免雜訊影響。上 / 下拉電阻取得小，則負(fù)載加重，會(huì)影響 485 總路線上節(jié)點(diǎn)數(shù)量；而取得大，則會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈?。，一般在?K 到幾十 K 之間，具體還在看應(yīng)用電路的需求。（比如此電路中上 / 下拉取值為 3.3K，在實(shí)際帶載測(cè)試（1200bps）時(shí)，485 總線上只能掛十幾外負(fù)載；而換成 47K，則可以掛到一百多個(gè)負(fù)載；但若要在 9600bps 下通信，則上 / 下拉要小一些才行，目前的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，10K 基本上已經(jīng)是極限了）

　　b. 對(duì)地 TVS 用作 ESD 防護(hù)。

　　c. 盡量不要以上 / 下拉電阻來驅(qū)動(dòng)負(fù)載，單獨(dú)用一路信號(hào)控制使能端，以充足發(fā)揮 IC 的驅(qū)動(dòng)能力。

　　d. V485 輸出能力要足夠。因工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，485 總路線上有可能同時(shí)接很多節(jié)點(diǎn)，此時(shí) A/B 線對(duì)外輸出電流會(huì)比較大，若 V485 前端供電電路輸出不夠，則差分電壓不夠而導(dǎo)致無法正常通信。

　　二、接口防護(hù)設(shè)計(jì)

　　2.1 ESD 防護(hù)

　　以 TI 3082 為例，芯片本身只能保證 4KV HBM 的 ESD 防護(hù)，而系統(tǒng)要求為 8KV 接觸放電，此時(shí)就需要在 A/B 線間對(duì)地加 TVS 來保護(hù)芯片。TVS 管盡量選用高速、低容值、大通流量的，當(dāng)然夠用就好，不必追求過高的性能。啟動(dòng)電壓和截止電壓選取要恰當(dāng)，以防止 TVS 誤動(dòng)作，而干擾 485 的正常通信（還要考慮到 485 總線上的共模電壓部分）。

　　在進(jìn)行 PCB 布板時(shí)，盡量使 V485 靠近電源輸出端，使電源線路盡量短；要保證接線良好，TVS 管接地路徑也要盡量短。同時(shí)在 V485 前端供電電路輸出端，應(yīng)采用大電容并小電容的方式，平滑輸出的同時(shí)，還能吸引部分 ESD 帶來的高壓尖峰。

　　總之，好的 ESD 防護(hù)，是用正確的器件以及合理的 PCB Layout 來實(shí)現(xiàn)的。

　　順便說說，通常 ESD 沖擊到來，會(huì)造成三種類型的芯片損傷。一是擊穿，這種是不可恢復(fù)的。二是 Latch-up，這種重新上電后又會(huì)消失，但長(zhǎng)時(shí)間 latch-up 狀態(tài)，則會(huì)使芯片燒毀。三是軟損傷，這種損傷并不會(huì)使芯片馬上失效，但會(huì)使芯片可靠性降低，這種損傷隱性，往往要到客戶現(xiàn)場(chǎng)合用過一段時(shí)間后才會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種損傷是應(yīng)該避免的。曾經(jīng)我們有一款產(chǎn)品，做 ESD 測(cè)試都能過，但往往在客戶端使用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)問題，后來分析才發(fā)現(xiàn)是 ESD 沖擊導(dǎo)致芯片軟損傷的結(jié)果。

　　2.2 高壓防護(hù)

　　很多系統(tǒng)還會(huì)要求 485 接口能耐受市電或者工業(yè)電直接接入，保證數(shù)分鐘通電不損壞。這樣的要求是為了保證在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，工作人員不慎將交流電接入到 485 端口上時(shí)，不致引發(fā) 485 電路的損壞。

　　以本電路為例，以兩路 PTC+TVS 管形成回路，當(dāng)有大的交流電壓灌入時(shí)，PTC 開始發(fā)熱，進(jìn)而形成高阻，保證后續(xù)電路。

　　在布板時(shí)，應(yīng)注意在 PTC 和 TVS 管的通路間的線寬要足夠大（通常 0.5mm 線寬可通過 1A 電流，具體因 PCB 不同而不同。），以承受大電流的通過。

　　2.3 高壓高頻電磁脈沖防護(hù)

　　A/B 線對(duì)地的 TVS 能起到一定的保護(hù)作用，但更重要的是 PCB 布板合理，防止高頻高壓脈沖耦合進(jìn)內(nèi)部線路，這部分可參考高頻電路的布板。

　　2.4 高壓沖擊防護(hù)

　　這部分防護(hù)，一是布板時(shí)要留足爬電距離；二是光耦及變壓器（有些系統(tǒng)是采用外置電源供電，同理）的隔離效果要好。

　　三、應(yīng)用

　　RS485 的理論通信距離可達(dá) 1200m，速率可達(dá)幾 Mbps，通訊節(jié)點(diǎn)可達(dá) 256 個(gè)（不同的芯片會(huì)有不同，也有支持四五百個(gè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品）。但在實(shí)際應(yīng)用中受電路、接線方式及應(yīng)用環(huán)境影響很大。下面重點(diǎn)說說接線方式（這部分是從網(wǎng)上摘抄的，大家將就著看吧）。

　　3.1 線材： 采用特性阻抗 120±20%歐姆，截面積 0.5 平方毫米帶屏蔽雙絞線電纜作總線。（注意此阻值并不特指線路純電阻，而是特定頻率下的線路阻抗，通常 485 的通信頻率在 1.2K 到幾百 K 之間。）

　　3.2 布線規(guī)則：485 總線要采用手拉手結(jié)構(gòu)，而不能采用星形結(jié)構(gòu)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短。

　　3.3 連續(xù)性：應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射，造成通訊可靠性下降，所以，應(yīng)該使用一條單一、連續(xù)的雙絞線作為總線。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：

　　a，總線的不同區(qū)段采用了不同電纜。

　　b，或某一段總線上有過多讀卡器緊靠在一起安裝。

　　c，分支線到總線的距離過長(zhǎng)。

　　3.4 阻抗匹配：在 RS485 組建網(wǎng)絡(luò)過程中另一個(gè)需要注意的問題是終端負(fù)載電阻問題，一般終端匹配采用終端電阻方法， RS-485 應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接 120Ω終端電阻。

　　3.5 中繼：理論上 RS485 的長(zhǎng)傳輸距離能達(dá)到 1200 米，但在實(shí)際應(yīng)用中由于外界的確一些干擾等因素，傳輸?shù)木嚯x要比 1200 米短，具體能傳輸多遠(yuǎn)視周圍環(huán)境而定，在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，延長(zhǎng)傳輸距離。

　　3.6 接地：將 485 通訊線的屏蔽層用作地線，將讀卡器、RS232-RS485 轉(zhuǎn)換器、電腦的地連接在一起，并且將 RS485 通訊線屏蔽層可靠接地，可接到建筑物避雷器的接地連接線上，接地連接線建議使用截面積 4 平方毫米以上多股銅線，從通訊線屏蔽層到建筑物避雷器的連接線盡可能短，并且連接時(shí)注意一定要可靠，連接點(diǎn)注意防銹。當(dāng)使用光電隔離型中繼器做線路延長(zhǎng)或者分支時(shí)，各個(gè)分支的屏蔽層沒有直接連接，此時(shí)，每個(gè)分支的屏蔽層都應(yīng)該獨(dú)立接地，接地要求同上。在同一條總線上或者同一個(gè)分支上，只能有一個(gè)接地點(diǎn)。