485通信自动收发电路，历史上最详细的解释

作者：瑞生，来源：科技老顽童

微信公众号：芯片之家（ID：chiphome-dy）上边的485通信自动收发电路，实测波特率9600不会有问题，但是，波特率115200的话，曾经出现过问题。
我们先看看普通的收发电路。
普通的485电路，除了“用RXD连接485芯片的RO引脚、用TXD连接485芯片的DI引脚”，还会用一个单片机的普通IO引脚连接到RE、DE引脚上。


当单片机要发送数据的时候，控制CTRL为高电平，数据通过TXD发送出去。
当单片机要接收数据的时候，控制CTRL为低电平，数据通过RXD接收回来。
然而，自动收发，就是不用单片机引脚CTRL，当数据进来的时候，数据会自动通过RXD到单片机，当需要发送数据时，自动通过TXD发送出去。也就是只需要连接单片机的RXD和TXD引脚就可以，无需用单片机引脚连接485芯片的DE RE引脚。
文章中第一张图，就是实现自动收发的电路，实际上，自动收发的电路，还有好几种连接方法。今天，我们只研究这一种我经常用的。
很多人，都会使用这个电路，但是不知道其中的原理。（是的，就是在说你呢！）
所以今天我来给大家解释一下其中的工作原理，详细到每个元器件。
电阻R1的作用：


RXD连接电阻R1到485芯片的RO，这里R1的作用是限流，保护引脚。R1的大小，可以选择330欧、470欧、560欧、1K。
电阻R2、R3和三极管Q1：


电阻R2、电阻R3和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R3是限流电阻，最好选择4.7K，也可以选择10K。R2是上拉电阻，可以选择4.7K，也可以选择10K。

R3为什么最好选择4.7K，我之前写过一篇文章，详细的提到过，主要是你需要了解三极管工作在放大区、截至区和饱和区的特点。上瑞生网，搜索“三极管”，有一篇文章的题目叫做《把三极管当开关用 基极限流电阻怎么选》。

NPN三极管，高电平导通，这个大家都知道。当TXD高电平，三极管导通，RE DE引脚接地，进入接收模式。当TXD低电平，三极管截止，RE DE引脚接高电平，进入发送模式。
电容C1：


C1是电源旁路电容，作用是给485芯片提供一个干净的电源，使它稳定的工作。
你在设计电路板的时候，如果芯片没有特殊要求，需要把每个芯片旁边放上一个0.1微法电容。在PCB布线的时候，电容到电源引脚的距离最好在2mm以内。
电阻R4和R5:


R4是下拉电阻，接到B上。R5是上拉电阻，接到A上。为什么要这样做，下面会讲，现在还不是时候，请继续往下看。
双向稳压二极管D1、D2、D3:


这里使用的双向稳压二极管型号是SMAJ6.5CA。他们的作用是把A、B引脚对地的电压以及A和B引脚之间的电压，牵制到6.5V以内，保护485芯片。
从SP3485芯片手册得到，AB的耐压值是正负15V以内。


有人很好奇，为什么会看这两个参数？因为AB这两个引脚就是Drivers output和Receivers input。请看下图：

接线端子P1:


是用来连接外面需要通信的A和B电线的。（这个好像不用说啊！）

现在，每个元器件就介绍完了，接下来说说为什么可以实现自动收发功能。
你们最大的疑问就是：DI引脚本来是接TXD的，但是电路中直接接地了，那岂不是发送的数据会一直都是0？
答案就在下方。
发送数据过程：

发送数据，用的是单片机的TXD引脚，也就是说，在TXD引脚上表现数据。

例如要发送数据0x55，写成二进制就是0x01010101，TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0。

当TXD发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。你看看，当TXD发送0时，AB引脚发送0。
当TXD发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R5把A拉高，R4把B拉低，所以，AB传输的是1。你看看，当TXD发送1时，AB引脚发送1。
总结，TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。
接收数据过程：
接收数据，用的是单片机引脚RXD，也就是说，在RXD引脚上表现数据。
在接收数据的过程中，TXD引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平，正好调理成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RXD的引脚）就会反应AB传输过来的数据。

知道了这个电路的接收和发送数据的过程，那就已经完全了解了。你现在如果感觉到还是迷迷糊糊，自己做一个电路，实践一下，思路立马会变得清晰。
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