概述

RS485抗噪音抗干擾能力強、傳輸距離遠、支持多點通信，是工控行業首選串行接口。485規定的電氣特性為2線，半雙工多點通信。采用兩線差分信號傳輸數據，具有抗共模干擾的能力。它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。通常情況下，RS-485的信號在傳送出去之前會先分解成正負對稱的兩條線路（即我們常說的A、B信號線），當到達接收端后，再將信號相減還原成原來的信號。發送驅動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態；負電平在-2～-6V，是另一個邏輯狀態；另有一個信號地C，在RS-485中還有一“使能”端。“使能”端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處于高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態。接收器也與發送端相對的電平邏輯規定，收、發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連，當在接收端AB之間（DT）＝（D+）-（D-）有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。由于是半雙工模式，因此通訊時需要切換收發狀態。帶收發控制腳的485在編程時需要切換控制端電平，增加了程序的復雜度。為了編程方便，常常將電路改為自動收發電路。這種采用分立元件搭建非隔離自動收發RS485電路的優點在于控制簡單，收發控制腳不需要程序干預。

雖然采用分立元件搭建的非隔離RS485自動收發電路解決了帶收發控制腳非隔離RS485電路編程上操作復雜的問題，但受三極管切換速度、收發器內部接口阻抗等影響，分立元件搭建的自動收發切換電路降低了系統穩定運行的最大波特率。

主要性能指標

實現數據自動收發，且在115200波特率條件下能正常通信。

電路功能實現

控制基本原理：

485芯片采用DS75176，電路使用NMOS管2N7002K作為開關切換收發。電阻R1、電阻R2和NMOS管Q1組成一個典型的三極管開關電路。R1是限流電阻，最好選擇4.7K，也可以選擇10K。R2是上拉電阻，可以選擇4.7K，也可以選擇10K。A接上拉電阻R28，B接下拉電阻R23，AB上各串聯一個51Ω的阻抗匹配電阻，TVS1、TVS2為兩個防雷防浪涌的TVS管，并在輸出端串接30V、0.05A的保險絲進行保護。

數據接收：當沒有數據發送時，UART_TX默認為高電平，NMOS管導通，DS75176芯片RE低電平使能，RO接收數據使能，此時從485AB口收到什么數據就會通過RO通道傳到MCU，完成數據接收過程。

發送：當發送數據時，UART_TX會有一個下拉的電平，表示開始發送數據，此時三極管截止，DE為高電平，發送使能。當發送數據‘0’時，由于DI口連接地，此時數據‘0’就會傳輸到AB口A-B《0，傳輸‘0’，完成了低電平的傳輸。當發送‘1’時，此時三極管導通，RE、DE均為低電平，按理說此時是接收使能，但此時由于還處在發送數據中，由下表可知DS75176處于高阻態，此時的狀態通過A上拉B下拉電阻決定，此時A-B》0傳輸‘1’，完成高電平的傳輸。

因為UART發送收據會有一定的格式，數據均以“位”為最小單位進行傳輸。在收發數據之前，UART之間要約定好數據的傳輸速率（即每位所占據的時間，其倒數為波特率）、數據的傳輸格式（有多少數據位、是否有校驗位、奇校驗還是偶校驗、是否有停止位）。平時數據線處于“空閑狀態”（1狀態）。當發送數據時，TX由‘1’變為‘0’維持1位的時間，這樣收方檢測開始位后，再等待1.5位時間就開始一位一位的進行數據傳輸。意思是說，已經確定好發送狀態，電路發送‘1’此時RE有效，接收有效但有由于它處于發送階段，此時芯片會處于高阻狀態。

以上便是RS485總線自動收發的基本原理。