插件固態電容實用四線制全雙工RS-485中繼器

理論上RS-485的最大傳輸間隔為4000英尺(約1219米)，最大傳輸速率為10Mb/s.但其均衡雙絞線的傳輸間隔與傳輸速率成反比，只有在100kb/s速率以下，才大概到達最大傳輸間隔。要得到最高速率傳輸只能在很短的傳輸間隔下毗連。一般100米長的雙絞線上所能得到的最大傳輸速率僅為1Mb/s.想要擔保較高傳輸速率，又有較遠的傳輸間隔，回收中繼器是一個便捷的要領。中繼器可以將較長的傳輸線脫離成兩段，從而減低傳輸線的歐姆阻抗、線間電容、集膚效應等引起的信號畸變，從而擔保在較高傳輸速率下，增加傳輸間隔。

RS-485有兩線制和四線制兩種接線方法，回收二線方法，二線制可實現真正的多點雙向通信。而回收四線毗連時，只能實現點對多的全雙工通信，即只能有一個主(Master)設備，其余為從設備。無論四線照舊二線毗連方法，總線上均可掛接多達128個設備。

以下先容一種筆者在恒久實踐的基本上，設計的實用四線制全雙工RS-485中繼器。

2.四線制中繼器道理

中繼器道理圖如圖1所示。個中，U1和U2是中繼器的收發芯片對，認真對RS-485串行數據舉辦中繼轉發，回收Maxim公司的3.3V低功耗全雙工RS-485收發器芯片MAX3491,單片待機時電流為1mA,U3、U4均回收HC型邏輯電路，待機電流更小，大大低落了整機功耗。

由于MAX3491芯片已內置網絡失效掩護電路，所以只需要在傳輸線上簡樸匹配120歐姆的終端電阻即可。

U3與U4按圖1毗連，構成兩個一模一樣的數據脈沖監測電路，別離監測TXD和RXD總線上是否有數據脈沖，當檢測到有數據脈沖時，就會使能對應的驅動器，讓數據脈沖以RS-485電平轉發出去。

發送總線TXD和吸收總線RXD上都沒數據時，圖1的Ro及To處均為高電平，Re和Te處則為低電平，對應的驅動器都封鎖，為低功耗待機狀態。當J1的3、4腳，即吸收總線RXD上有數據時，經U2的吸收器解調后由2腳輸出，送到U1的驅動器的輸入端5腳。同時Ro端的下降沿使得電容C1放電為低電平，經U3B后清除觸發器U4A的置零狀態，同時Ro端的下降沿經U3A后，使觸發器U4A的置位，Re變為高電平，使能U1的驅動器將5腳輸入的數據以RS-485電平轉發出去。當一個數據字節傳輸完成時，即當在一個內定的時距離斷內Ro沒有下降沿產生， 470uf 50v，經R1對C1充電到位，會令觸發器U4A進入置零狀態，Re變低電平令驅動器封鎖，并期待下一個數據字節光降。改變R1的數值可以調解時距離斷的是非，按圖1的數值時距離斷約為700μs.

同樣的，發送總線TXD上有數據時，經以上的同樣流程，數據亦會經過U1、U2轉發出去。這樣就實現了數據的雙向中繼傳輸。

由于RS-485尺度只對接口的電氣特性做出劃定，沒有硬性指定接插件端子分派， 47UF 16V，應用中可以按實際機動調解設計。圖1中J1、J2端子是憑據Nport5150尺度的接口界說來分派的。

Nport5150的接口界說如圖2所示，它支持232、422、485三種毗連方法。本設計引用個中的四線制RS-485界說。

3.結語

如圖1所示四線制RS485中繼器，除接插件J1-J3以及電解電容用直插元件外，其余全部用貼片元件，整個電路板設計可以壓縮為洋火盒巨細。實體電路顛末實地測試，機能滿意設計要求，收到了精采的結果;回收了低功耗芯片，整機功耗很低，同時小體積的設計使它容易融合進各類家產組網應用的布線情況。