基于74HC14芯片与ADM2483芯片实现RS-485接口的信号隔离自收发设计

基于74HC14芯片与ADM2483芯片实现RS-485接口的信号隔离自收发设计

硬件电路

隔离RS-485接口电路

ADM2483是内部集成了磁隔离通道和485收发器的芯片，内部集成的磁隔离通道原理与光耦不同，在输入输出端分别有编码解码电路和施密特整形电路，确保了输出波形的质量。且磁隔离功耗仅为光耦的1/10，传输延时为ns级，从直流到高速信号的传输都具有超越光耦的性能优势。内部集成的低功耗485收发器，信号传输速率可达500Kbps，后端总线可支持挂载256个节点。具有真失效保护、电源监控以及热关断功能。

信号自收发电路

信号自收发电路我们采用74HC14芯片，利用它的施密特波形翻转性能来控制RE、DE引脚，以实现信号的自收发。其电路连接如下图：

当有高电平信号发送时，经反向变为低电平信号，DE/RE引脚输入为低电平，使发送驱动器禁止，总线为高阻状态，此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。

当有低电平信号发送时，经反向变为高电平信号，DE/RE引脚输入为高电平，使发送驱动器工作，由于TxD引脚端接地，为低电平，这样就将低电平发送至总线。

本参考设计仅为实现RS-485接口的自收发功能，在实际应用中，应根据使用情况作出相应的修改。此收发电路也有不足之处，当在连续发送高电平时，ADM2483的DE／RE引脚处于接收状态，所以，此时的发送端和接收端都处于接收状态，这时的总线是空闲状态，是允许各节点发送数据的，因此一般在主从式的网络结构中采用此方法。

在网络上也有不同的几种实现RS－485收发器自收发的方案，分别有以下几种：

利用三极管反向原理实现

电路如下图：

当不发送数据时，TxD信号为高电平，经V1反向后使ADM2483处于接收状态。

当发送数据时，TxD为高时，经V1反向，使发送驱动器禁止，总线为高阻状态，此时由A、B总线上的上拉电阻产生高电平输出。TxD为低时，经V1反向，使发送驱动器工作，由于TxD引脚端接地，为低电平，这样就将低电平发送至总线。

采用这种电路时，需要程序保证不同时进行接收和发送的操作。

555定时器为边沿触发，当TxD发送高电平时，555定时器OUT引脚输出低电平，当TxD发送低电平时，555定时器OUT引脚输出高电平，当TxD转为高电平时，OUT引脚输出的高电平状态会延迟一会再转入低电平，以确保发送数据的正确性。

采用74HC14和RC电路实现，此电路是对单纯使用74HC14实现自收发电路的改进，增加了RC充放电电路，减少总线处于空闲状态的时间，电路如下图：

当TxD信号为高电平，则通过电阻为电容充电，其充电时间为T，该时间应设置为串口发送一个字节所需要的时间，由R，C参数来确定。当电容充满后，则DE／RE为低电平，使ADM2483处于接收状态。

当数据发送完毕以后，TxD变为高电平，RC又开始充电，即经T时间后，ADM2483又转换为接收状态。

以上所有电路均为参考电路，为电路设计者提供思路，在实际使用中请再次验证，以确保电路的稳定及不会对系统造成破坏。对于电路损坏造成的损失，概不负责。

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