RS-485总线电平异常解决方案解析

2024-10-12

各位工程师是否会遇到这样的情况,测试单个RS-485设备数据无异常,但设备组网后,就出现通讯数据异常或连接失败等情况。出错的原因是什么?本文将从门限电平为你揭秘RS-485组网异常。

RS-485总线是具有结构简单、通信距离远、通信速度高、成本低等优点,广泛应用于工业通讯、电力监控以及仪器仪表等行业。若总线上接有终端电阻,则在总线空闲状态时,RS-485总线AB差分电压可能处于门限电平(±200mV)之内,这时可能会导致通信出错,那么,出错的原因是什么?MCU接收到的数据会发生什么样的变化?


RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第1张
数据出错的原因

如图1所示为8位数据位无校验位的UART时序图,当使用UART进行通信时,MCU在检测到起始位后开始接收其后的数据。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第2张


图1无校验位,8位数据位,串口时序图

如图2所示为STM32串口外设检测到起始位的条件,当检测到下降沿(3个高电平+1个低电平)并且采样序列1和采样序列2均为0时,STM32检测到一个起始位。

每个位采样16次,采样点的间隔时间为tbit/16,tbit为每个位的时间,例如通信波特率为115.2kbps,则tbit=1/115.2k=8.68us,则采样点的间隔时间为8.68us/16=0.5425us。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第3张


图2 STM32串口外设检测到起始位的条件

下面以RSM485PCHT的门限电平为例进行说明,当AB差分电压处于±200mV之内时,模块RXD引脚输出状态不确定。

当总线变为空闲时,若RXD引脚输出低电平,则可能导致MCU接收到错误数据或MCU在正常数据后误接收1个0x00。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第4张


图3RSM485PCHT门限电平


RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第1张
数据发生了什么变化?

如图4所示,收发器1在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出高电平,收发器2在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出低电平,可以看出,收发器2可能导致MCU接收到错误的数据,并且在数据后误接收到1个0x00数据。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第6张


图4数据后多0x00

如图5所示,若总线上持续存在数据信号或连续发送多个字节数据,在数据之间存在的空闲状态可能会被收发器2识别为1个起始位,从而导致数据连续错误。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第7张


图5 数据连续错误


RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第8张
解决方案

总线空闲时若AB差分电压处于门限电平之内,则可能导致数据出错,可以使用如下方法避免总线空闲时AB差分电压处于门限电平之内。

方案一

组网距离不长,总线信号无反射问题或反射较小,此时可不增加终端电阻以提升总线幅值电平,具体的幅值变化如下图6所示。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第9张


图6终端电阻对总线电平影响

方案二

组网距离偏长,总线信号当前已存在反射需增加终端电阻解决反射问题,面对此类应用可使用致远电子RSM(3)485PCHT模块,RS-485接口设计时可通过外置一个较小值的上下拉电阻调节空闲状态时的电压值,使电平处于门限电平外,具体的幅值变化如下图7所示。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第10张


图7RSM(3)485PCHT应用连接图

方案三

组网距离偏长,总线信号当前已存在反射需增加终端电阻解决反射问题,面对此类应用同样可使用致远电子RSM(3)485ECHT模块,RSM(3)485ECHT具备极高的总线兼容性门限电平为-40mV~-200mV,具体如下图8所示,在总线电平被终端电阻拉低时(最坏情况总线高电平幅值为0V)仍可识别总线电平,保证通讯的稳定性。

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第11张


图8RSM(3)485ECHT实物图及门限电平参数

RS-485总线电平异常解决方案解析 (https://ic.work/) 技术资料 第12张

隔离CAN收发器RSM(3)485ECHT

• 3.15~3.45VDC

•高速型

• 24mA静态电流



文章推荐

相关推荐

  • 小安派BW21 UNO从机

    作为一款本地AI图象识别开发板,BW21-CBV-Kit它能够独自运行目标识别模型。2.4GHz+5GHz的双频Wi-Fi,提供高性能的无线传输能 ...

    2025-05-21
  • IGBT模块吸收回路分析模型

    IGBT模块吸收回路分析模型 一、IGBT模块吸收电路的模型 尽管开关器件内部工作机理不同,但对于吸收电路的分析而 ...

    2025-05-21
  • BLDC电机的基本结构和控制方式

    来源:攻城狮原创之设计分享 直流无刷电机(Brushless DC Motor,BLDC)是一种基于电子换向技术的高效电机,具有长寿命 ...

    2025-05-21
  • 联通智家通通:聚四方守护之力,筑万家AI通途

    “神兽镇宅”,是深植于中国人心中的居家智慧。朱雀、玄武等神兽,站立在紫禁城之巅,也悬于普通百姓门上,寄托着镇守四方风雨 ...

    2025-05-21
  • FinFET与GAA结构的差异及其影响

    文章来源:老虎说芯 原文作者:老虎说芯 本文介绍了当半导体技术从FinFET转向GAA(Gate-All-Around)时工艺面临 ...

    2025-05-21
  • 一文详解球栅阵列封装技术

    文章来源:学习那些事 原文作者:前路漫漫 本文介绍了球栅阵列封装的结构、分类、应用和发展趋势。 概述 ...

    2025-05-21
  • 智能车电磁组——基本控制篇

    智能车电磁组——基本控制篇 前言 电磁车的控制比较简单,可以分为信号采集,舵机控制和电机控制三部分, ...

    2025-05-21
  • 低成本电源排序器解决方案

    绝大多数负载点DC-DC转换器可以将上一个转换器的电源就绪输出连接至下一个转换器的使能输入,实现上电排序。这种方法只适合 ...

    2025-05-21
  • 注入增强型IGBT学习笔记

    来源:星际浮尘 注入增强型IGBT 1、结构特点与典型工艺 1.1结构提出与发展 为了协调 ...

    2025-05-21
  • 解析RZ/N2L CANFD模块的缓冲区机制(3)

    在工业自动化、智能交通、机器人等领域,CANFD(CAN with Flexible Data-Rate)技术正逐步取代传统CAN,以适应更高的数据速 ...

    2025-05-21