如何設(shè)計零延時隔離技術(shù)的RS485息線節(jié)點？
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ADuM2483獨具的PV(Power-Valid)電源監(jiān)控功能，可根據(jù)供電電源的穩(wěn)定情況而開斷芯片工作。為了避免GND1緩慢上電/掉電(>100 μs/V)引起的A、B輸出抖動情況，ADuM2483設(shè)計了PV引腳。當電平低于2.0 V時，此引腳為低，芯片不工作;高于2.3 V時，此引腳為高，芯片正常工作。D1與D2用來防止總線上的瞬變干擾。RS485總線接口電路如圖2所示。
采用金升陽公司的B0505S隔離模塊實現(xiàn)收發(fā)器兩端電源與地完全隔離。其隔離電路如圖3所示。
在RS485總線節(jié)點電路設(shè)計中，一般要將收發(fā)器的接收允許(RE)和發(fā)送允許(DE)兩個引腳短接，由一根信號線來控制收發(fā)的切換。在控制電路中，一般用單片機I/O引腳來控制 RS485收發(fā)器的收發(fā)轉(zhuǎn)換，這樣就需要由軟件來控制單片機I/O引腳的電平，以達到控制RS485收發(fā)轉(zhuǎn)換的目的。RS485收發(fā)器通常處于接收狀態(tài)，當要發(fā)送數(shù)據(jù)時，由程序控制RE/DE變?yōu)楦唠娖?，串行通信單元發(fā)送數(shù)據(jù);等待發(fā)送完畢后，程序再將RS485收發(fā)器轉(zhuǎn)換到接收狀態(tài)。發(fā)送完畢的標志一般由串行通信的特定寄存器提供狀態(tài)指示，再由程序去查詢。這樣造成RS485通信存在以下問題：
◆在想要發(fā)送數(shù)據(jù)和真正能發(fā)送數(shù)據(jù)之間，存在一定的延時;
◆如果發(fā)送到接收的轉(zhuǎn)換時機不當，則會造成數(shù)據(jù)丟失;
◆在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換期間，容易引入干擾，收到多余的雜亂數(shù)據(jù)。
在設(shè)計RS485總線接口電路時充分考慮到了總線的延時問題，應(yīng)用一個高速的NPN三極管控制實現(xiàn)RS485總線的零延時收發(fā)，如圖2所示。
不發(fā)送數(shù)據(jù)時，邏輯端TXD信號為高電平。此時Q1導(dǎo)通，使RE/DE信號線上為低電平，ADuM2483接收允許。發(fā)送數(shù)據(jù)時，若TXD為低電平，Q1關(guān)斷，從而使RE/DE信號線上為高電平，發(fā)送允許，ADuM2483的輸出端A、B上產(chǎn)生表示低電平的差分信號。當TXD為高電平時，Q1導(dǎo)通，使RE/DE信號線上為低電平，ADuM2483的A、B端處于高阻態(tài)。此時靠電阻R1和R2的上拉和下拉作用，使總線上產(chǎn)生正的差分信號，從而將TXD的高電平信號送出。
由以上分析看出，在使用這個電路時，只要程序能保證不同時進行接收和發(fā)送的操作，即保證是半雙工傳送數(shù)據(jù)，則不必用軟件控制RE/DE進行接收和發(fā)送的轉(zhuǎn)換，可由硬件本身完成，從而提高了RS485總線接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的高速率和高可靠性。
結(jié) 語
本節(jié)點的設(shè)計采用新型集成隔離電路的RS485總線收發(fā)器ADuM2483，降低了系統(tǒng)的功耗，簡化了設(shè)計的結(jié)構(gòu)，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用硬件的零延時技術(shù)提高了節(jié)點的收發(fā)效率，提高了系統(tǒng)性能。經(jīng)測試，效果良好，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合的應(yīng)用。
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