要求远间隔或许在多个RS-232运用之间完成RS-232数据传输的一些工业用数据链路,一般都运用RS-232到RS-485转化器。虽然存在高达±13V的高信号摆幅,但RS-232仍然是一种非平衡或单端接口,并且自身极易受噪声影响。它的总线最大长度被限定在20米(60英尺)左右。虽然答应进行全双工数据传输(经过一些独自的信号导线一起发送和接纳数据),可是RS-232并不支撑在同一条总线上衔接多个节点。
与之构成鲜明对比的是,RS-485是一种运用差分信号传输的平衡接口,然后让其具有较高的共模噪声抗扰性。因而,延伸RS-232数据链路传输间隔和完成多总线节点衔接,要求经过接口转化器将其转化为RS-485信号(参见图1)。
图 1 短距、点对点数据链路到远距、多点网络的转化
图2显现了一个低功耗、阻隔式转化器规划的原理图。这儿,一台个人计算机(PC)的RS-232串行端口衔接至左边的SUB-D9接口。
图2 运用主动选向操控的阻隔式RS-232到RS-485转化器。
个人计算机串行端口包含一个RS-232驱动器和接纳器芯片,芯片将其内部5V逻辑信号转化为接口处更高的±8V到±13V电平。这些高压总线信号再经过另一个RS-232芯片转化回规范逻辑电平,以同RS-485收发器进行通讯。
在发送方向,485收发器将来自RS-232接纳器输出的逻辑信号转化成差分总线信号。在接纳方向,它将差分总线信号转化成进入RS-232驱动器输入端的单端、低压信号。
RS-485收发器包含一个电容式阻隔层,其完成总线端与逻辑操控端之间的电流阻隔,然后消除了总线节点之间的接地电流。
在总线端,这种转化器规划具有数个保证牢靠数据传输的元件。跳线J1和J2在总线空载期间激活毛病维护偏压网络。假如这种转化器安装在总线端,则经过跳线J3能够完成一个120欧姆端接电阻器。
一个瞬态抑制器经过胁迫接地电位,维护收发器免受风险瞬态过电压的危害。为了将瞬态电流分流至地电位,要求运用一个高压%&&&&&%器,以在起浮总线接地和维护接地(PE)之间供给AC耦合。一般来说,咱们运用一条短单芯导线(18 AWG)来完成到PE端或机壳接地的衔接。
信号通路阻隔还要求电源阻隔。这儿,咱们经过一个低压降电压调理器(LDO)对总线电源(3.3V到10V)进行调理。然后,把它用于收发器总线电源(Vcc2)和一个阻隔式DC/DC转化器。这种转化器由变压器驱动器、阻隔变压器和一个次LDO(为逻辑端电路供电)组成。
更老一点的转化器规划有时会运用一个恳求发送信号(RTS)来将RS-485收发器从接形式切换到发送形式。可是,在一些计算机运用中,RTS生成接口软件运行在Windows®下,并非实时。因而,假如Windows决议将其处理时刻用于另一个运用程序、屏幕维护程序或许杀毒软件,则RTS或许就无法实时地将收发器切换回接纳形式,因而另一个总线节点所发送的数据便或许会丢掉。
图2所示转化器规划经过完成一种主动选向功用消除了呈现上述情况的或许性。这种主动选向检测经过一个单稳态触发器完成。触发器的输出由232接纳器输出触发为高。默许情况下,RS-485收发器处于接纳形式。当单稳态输出变为高时,它便将收发器切换到发送形式。
该单稳态输出的时刻常量由一个R-C网络界说。数据速率为9600 bps,2ms高态时刻时,C = 220 nF,而R = 10 kOhm;数据速率为1200 bps,20ms高态时刻时,R = 100 kOhm。当高态时刻完毕后,单稳态输出再次回到低,然后将收发器切换回接纳形式。虽然主动选向功用依赖于数据速率,但其仍然是避免数据丢掉的一种牢靠办法。