以上三幅图大致展示了485芯片的收发特性，这里涉及一个重要概念。

RS485具有出色的抗噪性和抗干扰能力，能够实现远距离传输，并支持多点通信，因此在工控行业被广泛选用作串行接口。485标准规定了2线制、半双工、多点通信的电气特性。其采用两线差分信号传输数据，有效抵抗共模干扰。由于工作在半双工模式下，通信时需要进行收发状态的切换。目前，常见的485收发切换方案主要有以下几种：

1. 传统RS485电路（带收发控制脚非隔离RS-485电路）
   传统的485应用电路如下图所示，采用3线控制，包括UART_RXD、UART_TXD和收发控制端UART_CON。

控制策略如下：UART_CON为低电平，485处于接收状态；UART_CON为高电平，485处于发送状态。通过切换UART_CON的电平来达到485收发状态的切换。

2.硬件自收发切换 非隔离RS-485电路

带收发控制脚的485在编程时需要切换控制端电平，增加了程序的复杂度。为了编程方

便，常常将电路改为如上图所示的自动收发电路。这种采用分立元件搭建非隔离自动收发

RS485电路的优点在于控制简单，收发控制脚不需要程序干预。

虽然采用分立元件搭建的非隔离RS485自动收发电路解决了带收发控制脚非隔离RS485电路

编程上操作复杂的问题，但受三极管切换速度、收发器内部接口阻抗等影响，分立元件搭

建的自动收发切换电路降低了系统稳定运行的最大波特率。

3.收发切换隔离RS485电路

带有隔离电路的485是最稳定的设计，需要选择隔离485芯片以及隔离电源，此方案成本相对于前两种方案会高很多。

下面介绍一种485硬件收发切换电路实例。

485芯片采用MAX485芯片，电路使用NPN三极管开切换收发。控制原理是：MCU的UART的TX

和RX引脚需要连上拉电阻（TX和RX在没有通信时均是高电平），防止刚上电TX和RX引脚电

平不稳定引起收到扰乱数据。A上拉电阻B下拉电阻，终端并联120欧姆电阻，D10、D11、

D12为三个防雷防浪涌的TVS管。

接收：默认没有数据时，UART_TX为高电平，三极管导通，MAX485芯片RE低电平使能，RO

接收数据使能，此时从485AB口收到什么数据就会通过RO通道传到MCU，完成数据接收过

程。

发送：当发送数据时，UART_TX会有一个下拉的电平，表示开始发送数据，此时三极管截

止，DE为高电平发送使能。当发送数据‘0’时，由于DI口连接地，此时数据‘0’就会传

输到AB口 A-B0传输‘1’，完成高电平的传输。

PS: 此时有人肯定也会有疑惑，发送数据‘1’，三极管导通RE低电平有效应该是接收使

能，为什么芯片会是高阻状态？

因为UART发送收据会有一定的格式，数据均以“位”为最小单位进行传输。在收发数据之

前，UART之间要约定好数据的传输速率（即每位所占据的时间，其倒数为波特率）、数据

的传输格式（有多少数据位、是否有校验位、奇校验还是偶校验、是否有停止位）。平时

数据线处于“空闲状态”（1状态）。当发送数据时，TX由‘1’变为‘0’维持1位的时

间，这样收方检测开始位后，再等待1.5位时间就开始一位一位的进行数据传输。意思是

说，已经确定好发送状态，电路发送‘1’此时RE有效，接收有效但有由于它处于发送阶

段，此时芯片会处于高阻状态。

三种常用电路如下：

1、基本的RS485电路

上图是最基本的RS485电路,R/D为低电平时，发送禁止，接收有效，R/D为高电平时，则发送有效，接收截止。上拉电阻R7和下拉电阻R8，用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，提高RS485节点与网络的可靠性，R7，R8，R9这三个电阻，需要根据实际应用改变大小，特别是使用120欧或更小的终端电阻时，R9就不需要了，此时R7，R8使用680欧电阻。正常情况下，一般R7=R8=4.7K，R9不要。

图中钳位于6.8V的管V4，V5，V6，都是为了保护RS485总线的，避免受外界干扰，也可以选择集成的总线保护原件。另外图中的L1，L2，C1，C2为可选安装原件，用于提高电路的EMI性能.

2、带隔离的RS485电路

根本原理与基本电路的原理相似。使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS485收发器提供+5V电源。电路中的光耦器件速率会影响RS485电路的通信速率。上图中选用了NEC的光耦PS2501，受其影响，该电路的通讯速率控制在19200bps下。

3、自动切换电路

上图中，TX,RX引脚均需要上拉电阻，这一点特别重要。

接收：默认没有数据时，TX为高电平，三极管导通，RE为低电平使能，RO收数据有效，MAX485为接收态。

发送：发送数据时，TX会先有一个下拉的电平（起始位-由高向低），表示开始发送数据，此时三极管截止，DE为高电平发送使能。当发送数据“0”时，由于DI接口相当于接地，此时数据“0”就会传输到AB扣，A-B0传输“1”，完成高电平的传输。

注意：这里面有个疑惑，发送数据“1”，三极管RE低电平有效，应该是接收使能，为什么芯片是高阻态呢？这是因为UART发送数据是有一定格式的，TX和RX数据均以“位”为最小单位进行传输，在发送数据之前，UART之间要约定好数据传输速率，即波特率，数据传输格式（数据位，校验，停止），平时数据线处于空闲状态（1状态），当发送数据时，TX由“1”变为“0”维持1位的时间，这样接收方检测到开始位后，再等待1.5位时间就开始一位一位的进行数据传输了，也就是说，已经确定好发送状态，电路发送“1”时RE虽然有效，但是由于它处于发送阶段，芯片也不会收，即芯片处于高阻状态。

问题经验总结：

问题：485总线在通讯中，当某一节点出现故障时，其他一些节点会被影响，出现通信故障。

解决方法：在每个节点的AB线上串入一个22欧姆左右的电阻，同时协议的编制一定要考虑到故障侦测和报警。

问题：当485总线处于开路（485收发器与总线断开）或者空闲状态（485收发器全部处于接收状态，总线没有收发器进行驱动）时，485总线的差分电压基本为0，此时总线就处于一个不确定的状态。

解决方法：在485总线上增加上下拉电阻（通常A接上拉电阻，B总线下拉电阻，一般为1K左右）。

理论依据：根据RS-485标准，当485总线差分电压大于+200mV时，485收发器输出高电平；当485总线差分电压小于-200mV时，485收发器输出低电平；当485总线上的电压在-200mV～+200mV时，485收发器可能输出高电平也可能输出低电平，但一般总处于一种电平状态，若485收发器的输出低电平，这对于UART通信来说是一个起始位，此时通信会不正常。

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