隔离RS-485的通信接口设计※
2012-09-21邢毅川牟宪民章艳
单片机与嵌入式系统应用 2012年9期
邢毅川,牟宪民,章艳
(大连理工大学 电气工程学院,大连 116024)
引 言
在通信距离为几十米到上千米的情况下,RS-485总线是一种应用最为广泛的总线。在某些工业控制领域,由于设备工作现场和传输信号电缆途经的电磁环境复杂,电荷积累在各个节点之间可能存在较高的共模电压,影响数据传输的准确性。虽然RS-485接口采用了差分方式进行发送与接收,具有一定的抗共模干扰能力,但当共模电压超过RS-485接收器的极限电压时(大于+12V或小于-7V)[1],接收器无法正常工作;严重时会导致半导体器件静电击穿,造成永久性损坏[2],甚至会烧毁芯片和仪器设备。
将RS-485通信接口电路的电源和信号进行隔离的方式可以提高通信接口电路的抗干扰能力。一般采用DC/DC隔离电源模块将系统和RS-485收发器的电源隔离,使用光耦将信号隔离,消除共模电压的影响。采用光耦隔离实现信号隔离传输的RS-485电路,具有分立器件多、电路繁琐、体积大、传输速率受光电器件限制等缺点,因此对系统通信的稳定性有一定的影响。
本文采用低价的ISO3082实现RS-485接口电平转换。本设计大大减小了通信接口的体积,电路简单,传输速率快,简化了应用系统的设计,提高了系统通信的稳定性,给应用带来很多方便。
1 通信接口电路组成
设计的电路包括电源隔离和信号隔离两部分,实现了单电源供电,简化了电路。图1是通信接口电路的原理框图。电源提供+5V电压,为ISO3082控制端供电。隔离变压器和其驱动电路、整流电路、稳压电路组成隔离型DC/DC电源模块,为ISO3082总线端提供+5V电源,与控制端电源隔离。……
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