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如何快速解决RSM隔离模块应用问题

作者:ZLG致远电子时间:2018-05-23来源:电子产品世界收藏

  总线优点众所皆知,并且为保证通信的稳定性,都会使用隔离模块进行信号隔离。但在实际组网时,或多或少会遇到不能通信、通信出错、RS-485收发器损坏等情况,其中究竟为何?本文将深度剖析RS-485组网问题。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201805/380383.htm

  1、应用问题;

  当出现通信错误或者不能通信时首先判断应用是否符合表 1中的应用情况。

  表 1 RS-485总线应用情况


  表 1中三种应用情况分别属于终端电阻、上下拉电阻、控制脚以及逻辑输入侧电平的问题,下面对其进行详细分析。

  1)终端电阻问题

  若RS-485总线上接有终端电阻,且所用RS-485收发器门限电平是±200mV,则可能出现表 2中所述的异常现象。

  表 2 终端电阻导致的异常现象




  图 1 RS232/485双向转换器

  终端电阻导致异常的原因:RS-485收发器接收门限电平为±200mV,即AB之间差分电压大于+200mV,输出高电平;AB之间差分电压小于-200mV,输出低电平;AB之间电压在±200mV之间时,输出状态不确定,即有可能输出高电平(此时表现为通信正常),有可能输出低电平(此时表现为通信异常),因此若总线空闲状态时AB差分电压处于门限电平之内,则会出现一定概率的异常问题。

  表 2现象1分析:单板可以正常通信,组网后由于RS-485总线上接有终端电阻,导致空闲状态时总线差分电压处于门限电平之内,出现通信异常。当出现上述情况时,首先需确认总线上是否存在终端电阻。

  表 2现象2分析:单板测试时,单板或与之通信的设备接有终端电阻,此时AB之间差分电压处于门限电平之内时,有一定概率出现通信异常。

  表 2现象3分析:此现象同样是由于终端电阻导致的,由于RS-232/485双向转换器(如图 1)内部AB引脚一般会设置小阻值的上下拉 电阻(例如560Ω),若用RS-232/485双向转换器通信,由于RS-485总线空闲状态时的电压是由上下拉电阻与终端电阻分压得到,此时空闲状态的AB差分电压会大于200mV,使RS-485收发器输出一个确定的高电平,不会引起通信错误,如图 3为两个RSM485PCHT进行通信,AB之间加60Ω并且增加RS-232/485双向转换器的测试波形,空闲状态的电压为520mV,不会引起错误。图2为两个RSM485PCHT进行通信,AB之间加60Ω测试的波形,可以看出空闲状态AB差分电压为40mV,处于门限电平范围之内,有可能出现通信错误。


  图 2 AB间加两个120Ω电阻,并增加RS-232/485双向转换器


  图 3 AB间只加两个120Ω电阻

  解决方法主要有三种,具体如表 3:

  表 3 终端电阻问题解决方法


  2)上下拉电阻问题

  上下拉电阻并联值过小可能引起的现象如表 4所示。

  表 4 上下拉电阻导致的异常现象


  上述问题是所加上下拉电阻值较小导致的问题,超过了芯片可以驱动的负载能力。RSM485PCHT在AB之间加两个120Ω电阻后,所加上下拉电阻值与输出差分电压低电平的关系如表 5所示,当上下拉电阻并联值小于51Ω时,虽然芯片可以正常输出,但是输出信号已大于-200mV,此时可能出现通信错误或完全不能通信。上下拉电阻过小会导致RS-485收发器在功耗过大,发热严重,有可能导致收发器过热保护或者损坏,因此为了保证通信的可靠性,上下拉电阻阻值不宜过小,一般上拉或下拉电阻的并联值应大于375Ω。

  表 5 不同上下拉电阻值驱动电压


  3)控制脚以及逻辑输入侧的问题

  由于收发切换需要一定的延时,因此应在发送或者接收数据前增加一段延时(例如RSM485PCHT,需要增加至少25μs)来保证RS-485收发器已经处于发送或者接收状态。

  MCU电平应与RS-485收发器输入逻辑电平匹配,即MCU为5V逻辑电平,应使用供电为5V的RSM系列

  2、波形测试方法;

  由于RS-485总线应用非常广泛,应用问题不仅仅只是上面几种,当排除上面的问题后,可以通过测试总线波形的方法来找到通信异常的位置,判断异常原因。


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关键词: RS-485 隔离模块

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