一种高可靠性小型化RS485电路的制作方法

本实用新型属于通信技术领域，尤其一种高可靠性小型化RS485电路。

背景技术：

目前，在工业控制设备之间的中长距(几十到上千米)通信的诸多方案中，RS485串行总线因其设计简单、控制方便等优点，广泛应用于光伏电厂、风电厂、逆变器、汇流箱、环境监控仪视频监控、楼宇报警等领域。

由于RS485串行总线实行长距离传输，而且其传输线路通常暴露在户外，因此容易极易因雷电等原因引入幅度很高的瞬态干扰，如果不加以防范，很容易损坏RS485串行总线的通信接口。此外，在实际应用中，如切换大功率感性负载如变压器、继电器，甚至是现场工人操作不规范引入的静电，都有可以引入上千伏的瞬时电压，对RS485串行总线的通信电路造成破环。因此，必须引入必要的保护措施，以保证RS485串行总线的稳定运行。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种高可靠性小型化RS485电路。

一种高可靠性小型化RS485电路，其包括RS485通讯芯片U1，所述RS485通讯芯片U1的2脚、8脚、19脚分别连接3.3V电源VCC_3.3V，所述RS485通讯芯片U1的4脚通过保护电阻R4连接微处理器的接收数据串口RXD，所述RS485通讯芯片U1的7脚通过保护电阻R6连接微处理器的发送数据串口TXD，所述RS485通讯芯片U1的5脚及6脚连接微处理器的请求发送串口RTS，所述RS485通讯芯片U1的1脚、3脚、9脚及10脚连接接地端GND，所述RS485通讯芯片U1的11脚、14脚、16脚及20脚连接接地端485_GND，所述RS485通讯芯片U1的13脚和18脚短路连接，所述RS485通讯芯片U1的15脚和17脚短路连接，所述RS485通讯芯片U1的13脚和15脚连接有保护电路。

进一步地，所述RS485通讯芯片U1的19脚与所述3.3V电源VCC_3.3V之间连接有电容C2，所述RS485通讯芯片U1的10脚与所述RS485通讯芯片U1的11脚之间连接有电容C11。

进一步地，其还包括上拉电阻R1及下拉电阻R8，所述上拉电阻R1的一端连接所述保护电阻R4与所述接收数据串口RXD之间的连接点，另一端连接有3.3V电源VCC_3.3V，所述下拉电阻R8的一端连接所述RS485通讯芯片U1与所述请求发送串口RTS的连接点，另一端与接地端GND连接。

进一步地，所述保护电路包括抗涌电阻R5、R7，所述抗涌电阻R5的一端与所述RS485通讯芯片U1的15脚连接，所述抗涌电阻R5的另一端连接输出端485_B，所述抗涌电阻R7的一端与所述RS485通讯芯片U1的13脚连接，所述抗涌电阻R7的另一端连接输出端485_A。

进一步地，所述保护电路还包括：连接于所述RS485通讯芯片U1与所述抗涌电阻R7的连接点与大地端FGND之间的TVS管V1，连接于所述RS485通讯芯片U1与所述抗涌电阻R5的连接点与大地端FGND之间的TVS管V2。

进一步地，所述保护电路还包括：连接于所述抗涌电阻R5与所述输出端485_B的连接点与所述大地端FGND之间的半导体放电管Q2，连接于所述抗涌电阻R7与所述输出端485_A的连接点与所述大地端FGND之间的半导体放电管Q1。

进一步地，所述RS485通讯芯片U1的13脚和15脚之间串联有匹配电阻R9和排针JP1。

进一步地，所述RS485通讯芯片U1的13脚与所述3V电源VCC_3V之间串联上拉电阻R2，所述所述RS485通讯芯片U1的15脚与所述接地端485_GND之间连接有下拉电阻R3。

本实用新型具有如下技术效果：本实用新型能够有效防护雷电、静电等瞬态干扰信号对RS485通信线路的破环，保证了RS485串行总线的稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的优选实施例的电路结构图。

具体实施方式

如图1所示，在一个具体实施例中，本实用新型的高可靠性小型化RS485电路，其包括RS485通讯芯片U1(型号为ADM2587EBRW2-REEL7)，所述RS485通讯芯片U1的2脚、8脚、19脚分别连接3.3V电源VCC_3.3V，所述RS485通讯芯片U1的4脚通过保护电阻R4连接微处理器的接收数据串口RXD，所述RS485通讯芯片U1的7脚通过保护电阻R6连接微处理器的发送数据串口TXD，所述RS485通讯芯片U1的5脚及6脚连接微处理器的请求发送串口RTS，所述RS485通讯芯片U1的1脚、3脚、9脚及10脚连接接地端GND，所述RS485通讯芯片U1的11脚、14脚、16脚及20脚连接接地端485_GND，所述RS485通讯芯片U1的13脚和18脚短路连接，所述RS485通讯芯片U1的15脚和17脚短路连接，所述RS485通讯芯片U1的13脚和15脚连接有保护电路。

所述RS485通讯芯片U1的19脚与所述3.3V电源VCC_3.3V之间连接有电容C2，所述RS485通讯芯片U1的10脚与所述RS485通讯芯片U1的11脚之间连接有电容C11。

本实用新型的高可靠性小型化RS485电路还包括上拉电阻R1及下拉电阻R8，所述上拉电阻R1的一端连接所述保护电阻R4与所述接收数据串口RXD之间的连接点，另一端连接有3.3V电源VCC_3.3V，所述下拉电阻R8的一端连接所述RS485通讯芯片U1与所述请求发送串口RTS的连接点，另一端与接地端GND连接。

所述保护电路包括抗涌电阻R5、R7，所述抗涌电阻R5的一端与所述RS485通讯芯片U1的15脚连接，所述抗涌电阻R5的另一端连接输出端485_B，所述抗涌电阻R7的一端与所述RS485通讯芯片U1的13脚连接，所述抗涌电阻R7的另一端连接输出端485_A。

所述保护电路还包括连接于所述RS485通讯芯片U1与所述抗涌电阻R7的连接点与大地端FGND之间的TVS管V1，连接于所述RS485通讯芯片U1与所述抗涌电阻R5的连接点与大地端FGND之间的TVS管V2。

所述保护电路还包括连接于所述抗涌电阻R5与所述输出端485_B的连接点与所述大地端FGND之间的半导体放电管Q2，连接于所述抗涌电阻R7与所述输出端485_A的连接点与所述大地端FGND之间的半导体放电管Q1。

所述RS485通讯芯片U1的13脚和15脚之间串联有匹配电阻R9和排针JP1。

所述RS485通讯芯片U1的13脚与所述3V电源VCC_3V之间串联上拉电阻R2，所述所述RS485通讯芯片U1的15脚与所述接地端485_GND之间连接有下拉电阻R3。

本实用新型的工作原理：

当微处理器需要发送信号时，请求发送串口RTS控制RS485通讯芯片U1的7脚为高，信号经微处理器的发送数据串口TXD发出，经保护电阻R6后进入RS485通讯芯片U1，经RS485通讯芯片U1的隔离转换后从RS485通讯芯片U1的13脚及15脚差分输出，然后经TVS管V1、V2，抗浪电阻R5、R7，半导体放电管Q1、Q2后通过出处端485_A及485_B输出至其他的485通讯设备。

当微处理器需要接受信号时，请求发送串口RTS控制RS485通讯芯片U1的6脚为低，其他的485通讯设备反馈的信号经半导体放电管Q1、Q2，抗浪电阻R5、R7，TVS管V1、V2后进入RS485通讯芯片U1，经RS485通讯芯片U1的隔离转换后，最后经保护电阻R4到达微处理器的接收数据串口RXD并进入微处理器。

雷电、静电等瞬态干扰信号进入电路后，电路中的电压大于半导体放电管Q1、Q2的阈值，触发半导体放电管Q1、Q2导通放电，干扰信号通过安规电容C10进入大地FGND。残留的干扰信号经抗涌电阻R5、R7及TVS管Z1、Z2释放，以保证RS485总线的正常通信。

保护电阻R4及R6能够保护微处理器的数据串口TXD及接收数据串口RXD，防止外部干扰信号损坏微处理器，增加通信的稳定性。

RS485通讯芯片U1的13脚和15脚之间串联有匹配电阻R9(120欧姆)和排针JP1，默认状态下，排针JP1为开路状态，匹配电阻R9(120欧姆)未接入电路。当RS485串口总线通信距离超过一定的距离时，RS485串口总线抗干扰能力下降，此时通过短接帽短接排针JP1，将匹配电阻R9(120欧姆)接入电路，以保证RS485串口总线的稳定性。

上拉电阻R2和下拉电阻R3的作用是，当总线上的所有通信设备都释放总线时，RS485通讯芯片U2的13脚和15脚之间的电位差保持在200mV以上，防止出现通信错误。

以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。