在工業(yè)通信領域，RS-485 總線因其良好的抗干擾性、長傳輸距離和多節(jié)點通信能力而被廣泛應用。MAX3485 作為一款 3.3V 供電的半雙工 RS-485/RS-422 收發(fā)器芯片，在構建 485 通信外設時具有重要價值。本文將詳細介紹 MAX3485 芯片的核心特性、硬件設計要點、軟件功能實現以及在MCU芯片AS32S601-485通信外設中應用注意事項，旨在為相關工程技術人員提供專業(yè)的技術參考。

一、核心特性

1. 供電范圍 ：MAX3485 芯片支持 3.0V 至 3.6V 的單電源工作模式，這一特性使其能夠與 3.3V 系統(tǒng)設計無縫兼容，確保了在不同系統(tǒng)架構中的穩(wěn)定供電。
2. 通信速率 ：具備最高達 12Mbps 的傳輸速率，能夠滿足高速數據傳輸的需求，適用于對通信速度要求較高的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。
3. 節(jié)點容量 ：支持最多 256 個節(jié)點并聯在同一總線上，為構建大規(guī)模的分布式監(jiān)測與控制系統(tǒng)提供了硬件基礎，可實現多個設備之間的協同通信與數據共享。

二、硬件設計要點

1. 引腳功能 ：
   1. RO 引腳（1 號引腳）通常與微控制器（MCU）UART 控制器的 RX 相連接，用于接收對端發(fā)送的數據。
   2. RE 引腳（2 號引腳）對 RO 起控制作用。當 RE 為低電平時，RO 可接收數據；當 RE 為高電平時，RO 不接收數據。
   3. DE 引腳（3 號引腳）對 DI 起控制作用。DE 為高電平時，DI 可輸出數據；DE 為低電平時，DI 不輸出數據。
   4. DI 引腳（4 號引腳）通常與 MCU UART 控制器的 TX 相連接，用于將數據發(fā)送到對端。
   5. GND 引腳（5 號引腳）在串口通信中起到關鍵作用，必須保證所有設備共地，以確保信號傳輸的準確性和穩(wěn)定性。
   6. A 引腳（6 號引腳）與對端的 A 線相連接，輸出為正電壓。
   7. B 引腳（7 號引腳）與對端的 B 線相連接，輸出為負電壓，與 A 線共同構成差分信號。
   8. VCC 引腳（8 號引腳）為 MAX3485 芯片提供工作電源。

2.電氣特性：

MAX3485為半雙工通信，即本端要發(fā)送數據時，應保證所有對端都不發(fā)送數據。本地處于接收數據的狀態(tài)，不應該進行數據發(fā)送。

MAX3485的總線電平由A線電平 - B線B電平得出，A - B > 2V,總線為高電平，A - B < -2V，總線為低電平；屬于差分信號。

A/B線的信號由芯片對DI上的電平做轉換得到，RO的電平由芯片對A/B線的信號轉換得到。

3.終端電阻與布線要求：

在總線首尾節(jié)點需接入匹配電阻，典型值為 100Ω，以減少信號反射和駐波效應，確保通信質量。

在非惡劣環(huán)境下，可省略偏置電阻（R1/R2/R3）。但在復雜電磁環(huán)境下，適當的偏置電阻有助于穩(wěn)定總線電平。

采用 “手拉手” 拓撲結構連接多個節(jié)點，避免使用星型結構，以減少信號傳輸的延遲和失真，保證通信的可靠性。

三、軟件功能實現

（一）GPIO 初始化

通過配置 GPIO 引腳的功能，使其能夠與 USART5 進行通信。以下是 GPIO 初始化代碼示例：

void MAX3485_GPIO_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  

GPIOG_CLK_ENABLE();  

    */* Set GPIO multiplex mapping */*

    GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_USART5);       */* USART5_TX */*

    GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_USART5);       */* USART5_RX */*

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStructure.GPIO_OType     = GPIO_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_OStrength = GPIO_OStrength_18mA;

    GPIO_Init (GPIOG, &GPIO_InitStructure);

}   

}

（二）USART 初始化

對 USART5 進行初始化設置，包括波特率、字長、停止位、校驗位等參數的配置。以下是 USART 初始化代碼示例：

void User_Print_Init(uint32_t BaudRate)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

PLIC_InitTypeDef PLIC_InitStructure;

    USART5_CLK_ENABLE();

    */* GPIO Configure */*

    RE_DE_Init();        

    USART_DeInit(USART5);

    USART_StructInit(&USART_InitStructure);

*/* Initializes the USART5 */*

    USART_InitStructure.USART_BaudRate     = BaudRate;

    USART_InitStructure.USART_WordLength   = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits     = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity       = USART_Parity_No;

    USART_InitStructure.USART_Mode         = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_InitStructure.USART_OverSampling = USART_OverSampling_16;

    USART_Init(USART5, &USART_InitStructure);

    USART_Cmd(USART5, ENABLE);

（三）軟件收發(fā)邏輯

半雙工控制 ：在發(fā)送數據時，需將 DE 引腳置為 1，同時將 RE 引腳置為 1，以關閉接收功能；接收數據時，將 DE 引腳置為 0，RE 引腳置為 0。以下是發(fā)送數據的代碼示例：

void MAX3485_Send(void)

{

   GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);

   USART_SendData(USART5,0xBA);

   delay_ms(1);

   GPIO_ClearBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);

}

空閑狀態(tài) ：保持接收模式，即 DE 引腳與 RE 引腳都為低電平，使 RO 使能，DI 不使能，以便監(jiān)聽總線上的數據。

四、應用注意事項

1. 協議設計 ：在使用 MAX3485 構建的半雙工總線通信系統(tǒng)中，應用協議必須確保同一時間只有一個設備處于發(fā)送狀態(tài)，其他設備處于接收狀態(tài)。雖然總線上存在多個設備，但協議應實現點對點通信，對于不屬于自己的數據應進行過濾。
2. DE/RE 控制時機 ：DE 和 RE 引腳的控制對收發(fā)影響顯著，需要通過多次實驗確定控制這兩個引腳的精確時機，以避免通信沖突和數據丟失。
3. 數據接收問題 ：在 DI 使能時，若讓 RO 也使能，可能會導致 MCU 的 TX 發(fā)送的數據被 RX 接收到，進而引起數據異常。
4. 共地通信 ：所有連接在一起的設備必須共地通信，以確保信號傳輸的準確性和穩(wěn)定性。
5. 共模電阻配置 ：共模電阻應根據實際情況進行調整。有時在本端加入共模電阻可能會導致在接收數據時，首先接收到一個 0 字符的情況，需要針對具體應用場景進行優(yōu)化。
6. 發(fā)送時序控制 ：芯片一般處于接收模式，即 DE 與 RE 都為低電平時，RO 使能，DI 不使能。在發(fā)送數據前，MCU 通過拉高與 DE/RE 相連接的引腳電平，使 MAX3485 處于發(fā)送模式，然后通過 UART 控制器發(fā)送比特位數據。MCU上一次數據發(fā)送完成后，需要等待20個bits的時間后再將DE/RE相直連的引腳拉低，因為MCU上最后一個字節(jié)發(fā)送后，其實只是寫入到了UART寄存器中，此時MAX3485至少還需要有一個字節(jié)的時間處于發(fā)送狀態(tài)，即DI應該還處于使能狀態(tài)。