通过减少RS-485控制线来简化工业接口

本文概述了传统的半双工RS-485配置，然后提供了通过消除所需的控制线和软件控制代码来简化控制接口的新替代。

RS-485网络接口通常是工业应用的接口，因为它在长电缆运行时的健壮差异性能。半双工RS-485实现出现在公用事业、工厂自动化、暖通空调和许多工业设备系统的物理层。半双工RS-485网络提供最小的分布式布线，导致远程工作站共享一对铜线作为通信媒介(图1)。

图1。DIN连接器

对于拥有多个RS-485收发器的网络，其中一个挑战是管理本地接收和发送使能引脚。对于真正的多通道、双向传输，这些引脚为系统设计人员提供了一种方法，以确定RS-485何时发射或接收。根据应用程序的不同，这两个enable引脚可以通过到本地处理器或控制器的PCB轨迹相互连接。使用这种连接方式，有三条线来隔离:驱动器和接收器使能(DE/RE)，驱动器输入(DI)和接收器输出(RO)线。

传统的半双工RS485配置

RS-485（TIA / EIA-485）是一种有线通信标准，使用差分信号来允许长距离的数据传输。在嘈杂的工业和工厂自动化环境中，RS-485差分信号使其更加坚固且耐用的共模噪声。双绞线信号电缆可确保接收干扰大多是共同模式。

双向通道使用半双工设备通过双绞线进行通信。对于RS-485设备，Rx和Tx端子连接到A(非反相)和B(反相)IC封装引脚。接收器的输出(RO)和驱动器的输入(DI)端子连接到单独的引脚(图2)。

图2。一个隔离的半双工RS-485通道包含三个或四个光耦合器来完成全信号收发活动。

在某些应用中，需要与光耦合器或其他隔离器隔离。图2中的光耦合器通道清楚地说明了RS-485收发器所需的线路数。注意RE和DE引脚的连接。在大多数应用程序中，这种连接是合适的。在其他应用中，RE和DE引脚是分开的。系统处理器或控制器驱动RE和DE控制引脚，以响应节点必须为传输数据包保持启用状态的时间长度，该时间长度因应用程序而异。

在RS-485网络中删除控制线

这MAX13487E通过使用片上自动向量状态机成功消除了RS-485收发器RE和DE控制线的操作（图3）。

图3。MAX13487E（减小的重流速率驱动器）和MAX12488E（无限制的重流速率驱动器）的功能图。

在图3中，正确的自动驾驶状态机配置是连接高速和SHDN引脚高，并且正确操作在B上使用外部上拉电阻和下拉电阻。

尽管信号隔离不是要求，但是图4中的光耦合器通道清楚地示出了RS-485收发器的所需行的数量。

图4。半双工MAX13487E，RS-485收发器具有内部自动分叉级机，从三到四到两个中减少了隔离通道计数。

在图4中，MAX13487E的主动数字通道是DI（传输）和RO（接收）引脚。自动向导状态机确定网络上的设备或其他节点是否正在驱动总线。根据总线上的活动，AutoDirection状态机会自动禁用或启用MAX13487E驱动程序和接收器。

传统的RS-485收发器使用DE和RE输入驱动程序和接收器使能/使能状态。相比之下,MAX13487E/MAX13488E内部状态机用于启用和禁用驱动程序，替代DE输入的缺失。为了正常工作，不传输的MAX13487E/MAX13488E需要高DI输入，保持设备处于空闲状态。

以这种方式，MAX13487E自动向导状态机促进RS-485总线上的有源信号的传输和接收，以及通过更改为高阻抗模式监控RS-485的驱动程序和总线活动。

MAX13487E / MAX13488E是具有自动分叉控制的半双工RS-485 / RS-422兼容收发器。适用于该光耦应用的MAX13487E减少了减速速率驱动器，可最大限度地减少EMI并减少由电缆终止不当引起的反射，允许无差错传输高达500kbps。MAX13488E没有弹簧速率限制，使得传输速度高达16Mbps。

结论

MAX13487E / MAX13488E RS-485收发器提供半双工接口解决方案。MAX13487E / MAX13488E片上的芯片自动向量状态机毫不费力地管理RS-485半双工接收器和传输任务，同时仅使用一个控制线。该设计解决方案说明了MAX13487E如何减少摆率驱动，以最大限度地减少EMI并减少反射。自动分离电路通过消除专用微控制器/处理器控制引脚和PCB线来简化电路，同时简化电路。

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