如何快速解決RSM隔離模塊應用問題

RS-485匯流排優點眾所皆知，並且為保證通信的穩定性，都會使用隔離RS-485模塊進行信號隔離。但在RS-485實際組網時，或多或少會遇到不能通信、通信出錯、RS-485收發器損壞等情況，其中究竟為何?本文將深度剖析RS-485組網問題。

1、應用問題;

當出現通信錯誤或者不能通信時首先判斷應用是否符合表 1中的應用情況。

表 1 RS-485匯流排應用情況

表 1中三種應用情況分別屬於終端電阻、上下拉電阻、控制腳以及邏輯輸入側電平的問題，下面對其進行詳細分析。

1)終端電阻問題

若RS-485匯流排上接有終端電阻，且所用RS-485收發器門限電平是±200mV，則可能出現表 2中所述的異常現象。

表 2 終端電阻導致的異常現象

圖 1 RS232/485雙向轉換器

終端電阻導致異常的原因：RS-485收發器接收門限電平為±200mV，即AB之間差分電壓大於+200mV，輸出高電平;AB之間差分電壓小於-200mV，輸出低電平;AB之間電壓在±200mV之間時，輸出狀態不確定，即有可能輸出高電平(此時表現為通信正常)，有可能輸出低電平(此時表現為通信異常)，因此若匯流排空閑狀態時AB差分電壓處於門限電平之內，則會出現一定概率的異常問題。

表 2現象1分析：單板可以正常通信，組網後由於RS-485匯流排上接有終端電阻，導致空閑狀態時匯流排差分電壓處於門限電平之內，出現通信異常。當出現上述情況時，首先需確認匯流排上是否存在終端電阻。

表 2現象2分析：單板測試時，單板或與之通信的設備接有終端電阻，此時AB之間差分電壓處於門限電平之內時，有一定概率出現通信異常。

表 2現象3分析：此現象同樣是由於終端電阻導致的，由於RS-232/485雙向轉換器(如圖 1)內部AB引腳一般會設置小阻值的上下拉 電阻(例如560Ω)，若用RS-232/485雙向轉換器通信，由於RS-485匯流排空閑狀態時的電壓是由上下拉電阻與終端電阻分壓得到，此時空閑狀態的AB差分電壓會大於200mV,使RS-485收發器輸出一個確定的高電平，不會引起通信錯誤，如圖 3為兩個RSM485PCHT進行通信，AB之間加60Ω並且增加RS-232/485雙向轉換器的測試波形，空閑狀態的電壓為520mV，不會引起錯誤。圖2為兩個RSM485PCHT進行通信，AB之間加60Ω測試的波形，可以看出空閑狀態AB差分電壓為40mV，處於門限電平範圍之內，有可能出現通信錯誤。

圖 2 AB間加兩個120Ω電阻，並增加RS-232/485雙向轉換器

圖 3 AB間只加兩個120Ω電阻

解決方法主要有三種，具體如表 3：

表 3 終端電阻問題解決方法

2)上下拉電阻問題

上下拉電阻並聯值過小可能引起的現象如表 4所示。

表 4 上下拉電阻導致的異常現象

上述問題是所加上下拉電阻值較小導致的問題，超過了晶元可以驅動的負載能力。RSM485PCHT在AB之間加兩個120Ω電阻後，所加上下拉電阻值與輸出差分電壓低電平的關係如表 5所示，當上下拉電阻並聯值小於51Ω時，雖然晶元可以正常輸出，但是輸出信號已大於-200mV，此時可能出現通信錯誤或完全不能通信。上下拉電阻過小會導致RS-485收發器在功耗過大，發熱嚴重，有可能導致收發器過熱保護或者損壞，因此為了保證通信的可靠性，上下拉電阻阻值不宜過小，一般上拉或下拉電阻的並聯值應大於375Ω。

表 5 不同上下拉電阻值驅動電壓

3)控制腳以及邏輯輸入側的問題

由於收發切換需要一定的延時，因此應在發送或者接收數據前增加一段延時(例如RSM485PCHT，需要增加至少25μs)來保證RS-485收發器已經處於發送或者接收狀態。

MCU電平應與RS-485收發器輸入邏輯電平匹配，即MCU為5V邏輯電平，應使用供電為5V的RSM系列隔離模塊。

2、波形測試方法;

由於RS-485匯流排應用非常廣泛，應用問題不僅僅只是上面幾種，當排除上面的問題後，可以通過測試匯流排波形的方法來找到通信異常的位置，判斷異常原因。

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