RS485集线器的设计

简介RS-485总线基于平衡的传输和差分接收。它具有很强的抗共模干扰能力，并广泛用于远程有线数字通信领域。
但是它也有一些缺点，例如节点故障会导致整个总线瘫痪，无法进行星形布线等。在总线上安装RS-485集线器可以弥补这些缺点并延长通信距离。
同一时间。 ＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;本文介绍了一种四向RS-485集线器的设计，该集线器具有隔离的所有分支，零延迟自动发送和接收转换以及自动清除故障分支的功能，并且还具有警报，故障恢复后自动访问和故障排除等功能。
防雷和电涌保护。 RS-485集线器的工作原理RS-485集线器使用主485芯片将主机总线上的差分信号转换为TTL电平，然后以广播方式将其分配到其他分支的从485芯片，然后将从属芯片转换为差分信号将信号发送到每个分支总线。
图1是四向集线器的应用方案。图的左侧连接到RS-485总线主机，右侧连接到每个分支机构的下部计算机。
从图1可以看出，RS-485集线器起到中继器的作用，以延长距离并增加终端数量。对于四路集线器，其四个分支总线可以以串行方式进行布线，这等效于以星形方式将原始总线组分为四组，从而解决了布线的局限性。
此外，当其中一个节点发生故障并导致总线短路时，它将仅影响其所在的分支总线，而不会影响其他三个组。 ＆amp; nbsp;图1 RS-485集线器应用方案图2雷电浪涌保护设计原理图图3自动收发器转换设计示意图图4故障自动隔离模块原理图RS-485集线器设计参考图1的工作原理，每个模块的设计要点如下。
电源设计出于隔离保护和抗干扰的考虑，5 485芯片使用5V隔离电源模块供电，因此主电路和从电路相互隔离。信号隔离设计高速光耦合器6N137用于所有分支信号与主站信号之间的隔离，以实现每个分支之间以及每个分支与主站之间的完全隔离。
防雷和电涌保护设计如图2所示，所有母线插座均采用防雷管和TVS管构成二级保护。当总线感应到雷击等高电压，高能量信号时，由雷电保护管提供的雷电保护功能首先可以使雷电过电压迅速放电，放电过程中产生的瞬态大电流为A。
电路中会感应到尖峰电压，用于次级保护的TVS管可以吸收尖峰电压。如果存在大电流，则可以通过热敏电阻的高电阻来降低电压。
零延迟自动收发器转换设计如图3所示，485芯片的数据输入端子DI用于通过NOT门控制收发器控制端子DE / RE。电阻和电容的作用是补偿DI和DE之间的信号传输延迟。