如何快速解决RSM隔离模块应用问题

RS-485总线优点众所皆知，并且为保证通信的稳定性，都会使用隔离RS-485模块进行信号隔离。但在RS-485实际组网时，或多或少会遇到不能通信、通信出错、RS-485收发器损坏等情况，其中究竟为何?本文将深度剖析RS-485组网问题。

1、应用问题;

当出现通信错误或者不能通信时首先判断应用是否符合表 1中的应用情况。

表 1 RS-485总线应用情况

表 1中三种应用情况分别属于终端电阻、上下拉电阻、控制脚以及逻辑输入侧电平的问题，下面对其进行详细分析。

1)终端电阻问题

若RS-485总线上接有终端电阻，且所用RS-485收发器门限电平是±200mV，则可能出现表 2中所述的异常现象。

表 2 终端电阻导致的异常现象

图 1 RS232/485双向转换器

终端电阻导致异常的原因：RS-485收发器接收门限电平为±200mV，即AB之间差分电压大于+200mV，输出高电平;AB之间差分电压小于-200mV，输出低电平;AB之间电压在±200mV之间时，输出状态不确定，即有可能输出高电平(此时表现为通信正常)，有可能输出低电平(此时表现为通信异常)，因此若总线空闲状态时AB差分电压处于门限电平之内，则会出现一定概率的异常问题。

表 2现象1分析：单板可以正常通信，组网后由于RS-485总线上接有终端电阻，导致空闲状态时总线差分电压处于门限电平之内，出现通信异常。当出现上述情况时，首先需确认总线上是否存在终端电阻。

表 2现象2分析：单板测试时，单板或与之通信的设备接有终端电阻，此时AB之间差分电压处于门限电平之内时，有一定概率出现通信异常。

表 2现象3分析：此现象同样是由于终端电阻导致的，由于RS-232/485双向转换器(如图 1)内部AB引脚一般会设置小阻值的上下拉 电阻(例如560Ω)，若用RS-232/485双向转换器通信，由于RS-485总线空闲状态时的电压是由上下拉电阻与终端电阻分压得到，此时空闲状态的AB差分电压会大于200mV,使RS-485收发器输出一个确定的高电平，不会引起通信错误，如图 3为两个RSM485PCHT进行通信，AB之间加60Ω并且增加RS-232/485双向转换器的测试波形，空闲状态的电压为520mV，不会引起错误。图2为两个RSM485PCHT进行通信，AB之间加60Ω测试的波形，可以看出空闲状态AB差分电压为40mV，处于门限电平范围之内，有可能出现通信错误。

图 2 AB间加两个120Ω电阻，并增加RS-232/485双向转换器

图 3 AB间只加两个120Ω电阻

解决方法主要有三种，具体如表 3：

表 3 终端电阻问题解决方法

2)上下拉电阻问题

上下拉电阻并联值过小可能引起的现象如表 4所示。

表 4 上下拉电阻导致的异常现象

上述问题是所加上下拉电阻值较小导致的问题，超过了芯片可以驱动的负载能力。RSM485PCHT在AB之间加两个120Ω电阻后，所加上下拉电阻值与输出差分电压低电平的关系如表 5所示，当上下拉电阻并联值小于51Ω时，虽然芯片可以正常输出，但是输出信号已大于-200mV，此时可能出现通信错误或完全不能通信。上下拉电阻过小会导致RS-485收发器在功耗过大，发热严重，有可能导致收发器过热保护或者损坏，因此为了保证通信的可靠性，上下拉电阻阻值不宜过小，一般上拉或下拉电阻的并联值应大于375Ω。

表 5 不同上下拉电阻值驱动电压

3)控制脚以及逻辑输入侧的问题

由于收发切换需要一定的延时，因此应在发送或者接收数据前增加一段延时(例如RSM485PCHT，需要增加至少25μs)来保证RS-485收发器已经处于发送或者接收状态。

MCU电平应与RS-485收发器输入逻辑电平匹配，即MCU为5V逻辑电平，应使用供电为5V的RSM系列隔离模块。

2、波形测试方法;

由于RS-485总线应用非常广泛，应用问题不仅仅只是上面几种，当排除上面的问题后，可以通过测试总线波形的方法来找到通信异常的位置，判断异常原因。