在網站上,看到RS232轉RS485的一個電路圖,如下圖所示。元件主要是HN232CP和MAX485CPA,也就是TTL轉232電路和TTL轉485電路的結合體。可是這個電路卻不好分析,幾經查找與思考,才得到一點覺悟。
此電路在使用時,PC機RS232公口或者標準串口接“直連串口通訊線”的一端,串口線的另一端接接該電路最左端的RS232接口上;右端就是RS485輸出端。注意串口通訊線分為“直連線”和“交叉線”,這里用的是“直連線”。這是因為標準串口的2腳、3腳分別為“接收端”和“發送端”。該電路的發送端(T1OUT)和接收端(R1IN)分別接的是3腳和2腳,已經對發送端和接收端進行了交叉調換,所以用直連線就可以了。
在正式分析之前,先看一下HIN232的結構框圖,有助于我們接下來的分析。當然此結構圖也就是電平轉換,但需要注意的是信號的流向,從哪兒進來,又從哪兒出去。此外,RS232是負邏輯電平,我們可以認為邏輯“1”的時候,RS232對應的是-12V;邏輯“0”,RS232對應的是+12V。
以RS232端作為參考端,在接收時,數據從RS485端向左通過轉換電路中綠線所示的通路流向RS232端。處于接收狀態的接收端,不會發送數據,也就是處于等待狀態,此時TX管腳輸出邏輯1(協議規定)。TX在串口公口上對應的引腳是管腳3,RS232是負邏輯,所以輸出-12V,經過反相調整后輸出TTL高電平,約4.6V。再經過三極管的Q1反相,輸出低電平,RE、DE都為低電平的時候,MAX485處于接收狀態。
發送的情況有些復雜,需要耐心分析。數據從RS232端向右通過轉換電路中藍線所示的通路流向RS485端。當輸出邏輯低電平,TX(3管腳)對應輸出+12V,經過反向調整輸出TTL低電平,約0.4V。再經過三極管的Q1反相,輸出高電平,RE、DE都為高電平的時候,MAX485處于發送狀態,可以正確的將邏輯低電平發送。
倘若輸出邏輯高電平的時候,TX(3管腳)對應輸出-12V,經過反向調整輸出TTL高電平,約4.6V。再經過三極管的Q1反相,輸出低電平,RE、DE都為低電平的時候,MAX485處于接收狀態,如何會將1發送出去呢?
MAX485發送和接收邏輯電平轉換關系表
從轉換關系表--左圖中,可以看出當RE、DE都為低電平的時候,輸出為高阻態,也就是說此時485總線是處于高阻態。當232轉485電路發送的時候,最右邊的總線節點處于接收狀態,意味著此節點上的max485cpa的RE、DE都為低電平(通常我們把RE、DE短接)。從轉換關系表--右圖中可以看出,485總線高阻態的時候,它接收的結果是1。這不正是我們要發送的數據嗎。
或許人提出這樣的疑問:既然轉換電路中的max485都已經處于接收狀態了(RE、DE都為低電平),為何又說它在發送數據1?這是由于一幀數據的發送,包括起始位0、有效數據區、停止位等。從左邊向右邊傳輸1幀數據的時候,肯定會先發起始位0以同步右邊的接收器。緊接著,加入發送數據1,雖然轉換電路中的max485處于接收狀態,雖然此時的總線為高組態,但是右邊的接收器仍然要把這個高組態翻譯成1,并且保存起來,只是因為這個傳送已經啟動,要把一幀數據完全接收。
所以,可見這樣的發送,是從最右端接收數據的角度來說。整個發送過程,轉換電路中的max485可能不斷的切換發送與接收的狀態,但是從接收端來講,始終是在接收數據,這是行的通的。
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