소개

RS485 회로는 산업 제어 환경에서 널리 사용되는 일반적인 직렬 통신 인터페이스 표준입니다. 균형 전송 및 차동 수신을 사용하고 공통 모드 간섭을 억제하는 기능이 있으며 수십 미터에서 수천 미터의 통신 거리에 적합하며 다중 노드 시스템에서 잘 작동합니다.

산업 제어 분야에서 RS485 버스는 센서, 액추에이터 등과 같은 다양한 장치를 연결하는 데 자주 사용됩니다. 차동 전송 모드를 통해 RS485 버스는 공통 모드 간섭에 효과적으로 저항하여 안정적인 데이터 전송을 보장할 수 있습니다. 또한 RS485 회로는 절연 장치를 통해 시스템 전원 공급 장치와 트랜시버 전원 공급 장치를 절연하여 시스템의 안정성과 안전성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

SSP485 칩은 최대 2Mbps의 데이터 전송 속도를 지원하는 고전적인 +5V 저전력 반이중 RS485 트랜시버입니다. +3.3V 전원 공급 장치에서 최대 전송 속도는 500Kbps로 권장됩니다. SSP485에는 +15kVESD 정전기 방전 보호 기능이 있는 페일 세이프 회로가 있습니다.

SSP485 수신기는 단위 부하당 1/8 입력 임피던스를 가지며 최대 256개의 트랜시버를 버스에 연결할 수 있습니다. 주로 RS-485/RS-422 통신 시스템에 사용됩니다.

SSP485 칩 핀 다이어그램은 다음과 같습니다:

 

(SSP485 핀 다이어그램)

핀 설명은 다음과 같습니다:

 

(핀 할당)

SSP485 회로도는 다음과 같습니다:

 

(SSP485 회로도)

SSP485의 일반적인 회로를 보면, RE와 DE가 함께 연결되어 MCU 제어 핀으로 제어되고, RX와 TX는 각각 MCU 시리얼 신호로 SSP485 RO와 DI 핀에 연결됩니다.

  • 제어 신호가 높고 RE 로직이 1이면 SSP485를 전송할 수 있습니다:

TX가 높으면 출력 A가 높고 출력 B가 낮으면, 즉 출력 485 로직 1이 됩니다;

TX가 낮으면 출력 A가 낮고 B가 높으면, 즉 출력 485의 논리 0이 됩니다.

  • 제어 신호가 낮고 RE 로직이 0이면 SSP485가 수신에 활성화됩니다:

485 버스에서 A-B≥-50mV가 되면 RX가 높고 논리 1이 수신됩니다.

485 버스에서 A-B≤-200mV인 경우 RX가 낮고 논리 0이 수신됩니다.

옵토커플러 절연 회로

 

(절연 회로도)

VCC_MCU 및 VCC2는 신호의 절연 전송을 달성하기 위해 광 결합 절연을 통해 비 공통 전원 공급 장치의 두 그룹이며, SSP485 및 MCU는 일반적이지 않고 완전히 절연되어 있으며 높은 공통 모드 전압의 생성을 효과적으로 억제하여 485 칩 손상률을 크게 줄이고 시스템의 안정성을 향상시킵니다. 그러나 많은 회로 장치, 짧은 수명, 공통 모드에 대한 약한 저항, 높은 전력 소비, 광전 장치에 의해 전송 속도가 제한되는 등의 문제도 있습니다.

디지털 절연 회로

 

(절연 회로도)

자동 트랜시버 회로

 

(회로도)

자동 트랜시버 회로는 485 회로 위에 일반적인 3극관 스위칭 회로를 추가합니다.

  • 데이터 보내기

0x72 데이터를 전송하려면 바이너리 0x01110010으로 쓰고, TX 핀은 1과 0을 반영하도록 높고 낮게 설정합니다.

TX 핀이 0이면 트랜지스터가 켜져 있지 않고 DE가 높으며 드라이버 상태가 입력됩니다. DI 핀이 접지된 경우 AB 간의 차동 레벨 로직은 0입니다;

TX 핀이 1이면 트랜지스터가 켜지고 RE가 낮아져 수신기 상태가 되고 풀업 저항 Ra2와 풀다운 저항 Rb2의 작용으로 인해 A와 B 핀이 높은 임피던스 상태가 되면 AB 간의 차동 레벨 로직이 1이 됩니다.

  • 수신된 데이터

데이터를 수신할 때는 MCU의 RX 핀이 사용됩니다. 데이터를 수신할 때 TX 핀은 높은 상태를 유지하고 트랜지스터는 켜지고 RE는 낮아지며 수신기 상태로 들어갑니다. RX 핀은 AB단에서 전송된 데이터를 수신합니다.

트랜지스터의 온 지연은 ns 레벨이고 오프 지연은 us 레벨로, 트랜시버 회로의 낮은 레벨의 지연 시간이 길어지고 높은 레벨의 전송은 외부 풀업 및 다운 저항에 의해 구동되며 저항이 높을수록 상승 에지가 느려집니다.

 

 

 

TX 핀에서 전송된 비트가 0이고 전송될 비트가 1이라고 가정하면, 트랜시버는 외부 풀다운 저항에 의해 높은 수준의 전송이 구동되기 때문에 수신 상태로 전환됩니다. AB 라인이 로우에서 하이로 전환되는 데는 수백 ns가 걸리며, 이 시간 동안 RX 핀은 0을 수신하게 됩니다. 전송 속도가 너무 높으면 RX 핀이 수신한 낮은 레벨이 수신 시작 비트로 오인되어 비정상적인 통신이 발생합니다. 따라서 실제 회로를 측정하여 128000bps 이하의 자동 트랜시버 속도가 정상 통신일 수 있습니다.