高性能的RS-232與RS-485雙向轉換電路

工業現場應用中存在諸多總線應用情況，例如RS-232和RS-485轉換且雙向隔離、RS-485與RS-422接口共用，本文將為大家介紹這一類應用的方案，不僅簡單方便，而且可以提高通信的可靠性。

高性能的RS-232與RS-485雙向轉換電路

圖1右側所示為RS-232/RS-485總線雙向轉換模塊，不僅體積大速度慢，而且RS-232和RS-485總線之間也沒有實現隔離。圖1左側所示為MPM11T模塊，通過如圖2所示的簡單連接即可實現RS-485與RS-232總線的自動切換。

圖1 RS-232/RS-485雙向轉換模塊

圖2 RS-232轉RS-485接口

MPM11(A)T是集成RS-232和RS-485收發器，體積僅為24.98mm×16.9mm×7.1mm，其RS-485接口通信速度為250kbps，RS-232的通信速度為120kbps，因此使用MPM11(A)T可以實現最高120kbps的RS-232與 RS-485雙向轉換速度，如圖3、圖4和圖5所示為使用MPM11T實現RS-232和RS-485雙向轉換的通信波形，可以看出總線波形質量良好。

圖3 MPM11T實現RS-485與RS-232雙向轉換通信波形1

圖4 MPM11T實現RS-485與RS-232雙向轉換通信波形2

圖5 MPM11T實現RS-485與RS-232雙向轉換通信波形3

MPM11(A)T模塊不僅輸入與輸出之間隔離，輸出RS-232通道與RS-485通道之間也相互隔離，并且具有較高的EMC防護能力，裸機情況下，RS-485接口和RS-232接口可以承受接觸靜電±4kV，共模浪涌±2kV。如果需要更高等級可以參考MPM11(A)T數據手冊推薦保護電路，使用推薦保護電路后RS-485接口和RS-232接口可以承受接觸靜電±8kV，共模浪涌±4kV，差模浪涌±2kV。

RS-422和RS-485共用接口

在實際應用中需要通信的設備可能是RS-422接口也可能是RS-485接口，那么產品需要具有與RS-422和RS-485接口通信的能力，若單獨留出接口位置則會使產品的體積增大，因此RS-422和RS-485共用接口是一種比較可行的減小產品體積的方法。

如圖6所示，可以使用兩個RSM(3)485ECHT模塊，通過撥動開關S1即可實現RS-485總線與RS-422總線的切換。如表1所示，若使用RS-485模式，只需將S1開關撥至0位置，外部接口只需使用1-3接口；若使用RS-422模式，只需將S1開關撥至1位置，外部接口需要使用1-5接口。若總線使用屏蔽雙絞線可將RGND腳連接至屏蔽層，屏蔽層單點接大地，若不使用RGND，可將RGND懸空。

圖6 使用兩個RSM(3)485ECHT實現RS-422和RS-485接口共用

表 1 開關說明及總線引腳連接

如果應用環境良好且總線中可不加終端電阻，可以使用1個RSM(3)485IDHT實現RS-485接口和RS-422接口共用，可以實現更小的占板面積，且不需要對CON進行控制，應用更加方便。

圖7 RSM(3)485IDHT實現RS-485接口與RS-422接口共用

RS-422接成RS-485

在實際應用中，若產品本身為RS-422接口，但與之通信的設備是RS-485接口，常需要將RS-422接口接成RS-485接口進行使用。下面以隔離RS-422收發器模塊RSM422為例進行說明，將模塊的A引腳與Y引腳短接，B引腳與Z引腳短接，即可與RS-485總線相連。因為RS-422總線是全雙工的，若同時使能DE和RE，則RXD引腳會輸出TXD發送的數據，MCU接收到錯誤數據從而導致異常，因此需同步操作DE和RE引腳使之保持相同的電平狀態或者MCU程序中對接收數據進行處理。并且在發送完數據后需將DE禁能，否則會干擾總線正常工作。

圖8 RS-422接口接成RS-485接口

帶控制腳的RS-485模塊實現自動收發

在某些情況下，可以將CON與TXD引腳直接相連，實現模塊的自動收發，電路連接如圖9所示，其通信波形如圖10、圖11和圖12所示。但是這種應用方式，每幀數據的第一個字節的起始位會有3.8μs的延遲，因此理論上其最高通信速度131kbps，建議使用較低的通信速度，并且發送完數據后保持TXD高電平至少25μs后再進行接收。若需要更高通信速度的自動收發模塊可以選擇RSM(3)485PHT，可提供最高500kbps的通信速度。

圖9 RSM(3)485ECHT實現自動收發

圖10 RSM485ECHT自動收發通信波形1

圖11 RSM485ECHT自動收發通信波形2

圖12 RSM485ECHT自動收發通信波形3

圖13 RSM485ECHT自動收發，每幀數據第一個字節的起始位會有3.8μs延時