一种RS485半双工自收发电路论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种RS485半双工自收发电路包括一MCU、一485芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1和电容C1；485芯片分别与R3的一端和MCU相连；R3的另一端接外部电源；Q1集电极分别与电阻R2的一端和485芯片相连；R2的另一端接外部电源；Q1的发射极接地；Q1的基极连接R1的一端；R1的另一端分别与485芯片和MCU相连；R5的一端分别与485芯片和C1的一端连接，并连接外部电源；R5的另一端与485芯片信号A端相连，485芯片信号A端还连接到外部RS485总线的A端；R4的一端分别与485芯片信号B端相连，485芯片信号B端还连接到外部RS485总线的B端；R4的另一端、485芯片的接地端和C1的另一端均接地。本实用新型电路搭建成本低廉。

主设计要求

1.一种RS485半双工自收发电路，其特征在于：包括一MCU、一485芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、三极管Q1和电容C1；所述485芯片分别与所述第三电阻R3的一端和所述MCU电性相连；所述第三电阻R3的另一端接外部电源；所述三极管Q1的集电极分别与所述第二电阻R2的一端和所述485芯片电性相连；所述第二电阻R2的另一端接外部电源；所述三极管Q1的发射极接地；所述三极管Q1的基极连接所述第一电阻R1的一端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述485芯片和所述MCU电性相连；所述第五电阻R5的一端分别与所述485芯片和所述电容C1的一端连接，并连接外部电源；所述第五电阻R5的另一端与所述485芯片信号A端电性相连，所述485芯片信号A端还连接到外部RS485总线的A端；所述第四电阻R4的一端分别与所述485芯片信号B端电性相连，所述485芯片信号B端还连接到外部RS485总线的B端；所述第四电阻R4的另一端、所述485芯片的接地端和所述电容C1的另一端均接地。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种RS485半双工自收发电路，其特征在于：所述485芯片的RO引脚通过UART_RXD信号线与所述MCU电性相连；所述第一电阻R1的另一端通过UART_TXD信号线与所述MCU电性相连。

3.根据权利要求1所述的一种RS485半双工自收发电路，其特征在于：所述MCU的型号包括但不限于STC89系列或STM32系列ARM单片机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及信号传输及通讯控制等电子电路应用领域，特别是一种RS485半双工自收发电路。

背景技术

RS485是目前应用广泛的串行通信接口，其具有抗干扰能力强、传输距离远、支持多点通信等优点。RS485规定的电器特性为2线，半双工通讯方式，因此在通讯时需要切换收发状态。在使用RS485通讯时，除了要对发送、接受信号进行控制外，还需要额外对RS485的收发状态进行切换控制，当发送开关DE使能时才能正常发送数据；当接受开关RE使能时才能正常接受数据。

传统的RS485半双工收发控制方式，是采用三线控制方式。如图1所示，三线为UART_RXD、UART_TXD和收发控制端UART_CON。当UART_CON为低电平，RS485处于接收状态；UART_CON为高电平，RS485处于发送状态。通过切换UART_CON的电平来达到RS485收发状态的切换。使用三线控制方式在收发通讯时需要在MCU上增加一个控制管脚，同时还需要额外编程切换UART_CON控制端电平，增加了程序的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种RS485半双工自收发电路，具有收发数据自动切换，电路搭建成本低廉，收发控制脚不需要程序主动干预的特点。

本实用新型采用以下方案实现：一种RS485半双工自收发电路，包括一MCU、一485芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、三极管Q1和电容C1；所述485芯片分别与所述第三电阻R3的一端和所述MCU电性相连；所述第三电阻R3的另一端接外部电源；所述三极管Q1的集电极分别与所述第二电阻R2的一端和所述485芯片电性相连；所述第二电阻R2的另一端接外部电源；所述三极管Q1的发射极接地；所述三极管Q1的基极连接所述第一电阻R1的一端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述485芯片和所述MCU电性相连；所述第五电阻R5的一端分别与所述485芯片和所述电容C1的一端连接，并连接外部电源；所述第五电阻R5的另一端与所述485芯片信号A端电性相连，所述485芯片信号A端还连接到外部RS485总线的A端；所述第四电阻R4的一端分别与所述485芯片信号B端电性相连，所述485芯片信号B端还连接到外部RS485总线的B端；所述第四电阻R4的另一端、所述485芯片的接地端和所述电容C1的另一端均接地。

进一步地，所述MAX485芯片的RO引脚通过UART_RXD信号线与所述MCU电性相连；所述所述第一电阻R1的另一端通过UART_TXD信号线与所述MCU电性相连。

进一步地，所述MCU的型号包括但不限于STC89系列或STM32系列ARM单片机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型可以在收发数据时实现自动切换收发状态，节约了MCU上的控制I\/O管脚，同时也不需要额外编程切换UART_CON控制端电平，简化了程序。

（2）本实用新型替代原三线控制方式应用于RS485通讯电路，具有收发数据自动切换，电路搭建成本低廉，收发控制脚不需要程序主动干预的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的现有技术电路原理图。

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

本实施例提供了一种RS485半双工自收发电路，包括一MCU、一485芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、三极管Q1和电容C1；所述485芯片分别与所述第三电阻R3的一端和所述MCU电性相连；所述第三电阻R3的另一端接外部电源；所述三极管Q1的集电极分别与所述第二电阻R2的一端和所述485芯片电性相连；所述第二电阻R2的另一端接外部电源；所述三极管Q1的发射极接地；所述三极管Q1的基极连接所述第一电阻R1的一端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述485芯片和所述MCU电性相连；所述第五电阻R5的一端分别与所述485芯片和所述电容C1的一端连接，并连接外部电源；所述第五电阻R5的另一端与所述485芯片信号A端电性相连，所述485芯片信号A端还连接到外部RS485总线的A端；所述第四电阻R4的一端分别与所述485芯片信号B端电性相连，所述485芯片信号B端还连接到外部RS485总线的B端；所述第四电阻R4的另一端、所述485芯片的接地端和所述电容C1的另一端均接地。

在本实施例中，所述MAX485芯片的RO引脚通过UART_RXD信号线与所述MCU电性相连；所述第一电阻R1的另一端通过UART_TXD信号线与所述MCU电性相连。

在本实施例中，所述MCU的型号包括但不限于STC89系列或STM32系列ARM单片机。

在本实施例中，所述485芯片的型号包括但不限于MAX485,SN65LBC184D等芯片。

较佳的，本实施例的具体工作原理如下：如图2所示，将原本需要通过程序控制的U1的2（RE）和3(DE)脚与Q1的集电极连接，并使用R2电阻上拉到VDD；R1的一端与Q1的基极连接，R1的另一端与信号发送端UART_TX连接；Q1的发射极接地；R3为将信号接收端UART_RX上拉到VDD；R4为将RS485信号线B下拉到GND；R5为将RS485信号线A上拉到VDD；C1为电源滤波电容。

电路中Q1起开关作用，默认没有数据时，UART_TX为高电平，三极管Q1导通，485芯片RE为低电平使能，RO接收数据使能，此时485芯片处于接收状态，从485芯片AB口收到什么数据就会通过RO通道传到UART_RX，送入MCU，完成数据接收过程。

当发送数据时，UART_TX会有一个下拉的电平，表示开始发送数据，此时三极管Q1截止，DE为高电平使能，DI发送数据使能。当发送数据‘0’时，由于DI口与UART_TX连接，此时数据‘0’就会传输到AB口 A-B<0,传输‘0’，完成了低电平的传输。当发送‘1’时，此时三极管导通，RO使能，但由于此时还处在发送数据中，这种状态下485芯片处于高阻态，此时的状态通过485芯片AB口A上拉电阻B下拉电阻决定，此时A-B>0传输‘1’，完成高电平的传输。

特别的，本实施例的关键点在于平时将RS485芯片处于接收状态，RS485芯片的收发控制端由三极管的开关特性输出电平来控制，使用发送数据时TX信号的高低电平变化和485 A、B口上下拉电阻实现自动切换功能，具有节省MCU控制管脚、不需要程序主动干预实现半双工自动切换收发，且电路搭建成本低廉的特点。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

设计图

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