RS-485標準在工業控制、電力通訊、智能儀表等領域中使用廣泛。但是，在工業控制等現場環境中，情況復雜，常會有電氣噪聲干擾傳輸線路；在多系統互聯時，不同系統的地之間會存在電位差，形成接地環路，會干擾整個系統，嚴重時會造成系統的災難性損毀；還可能存在損壞設備或危害人員的潛在電流浪涌等高電壓或大電流。因此，對RS-485接口的隔離是非常有必要的。

　　ADM2483是一款集成了信號通道隔離和RS-485收發器的芯片。以單芯片實現了對RS-485接口的隔離，電路連接簡單，設計方便，性能上遠高于繁瑣的光耦隔離485電路設計。在某些系統應用中，由于I/O口數量有限，因此我們希望半雙工的RS-485收發器能夠實現自收發功能，以節省用于控制RE與DE的兩路I/O端口。目前，實現這一功能的主流方案是采用74HC14芯片。下面，我們采用74HC14與ADM2483實現RS-485接口的信號隔離自收發設計。

　　硬件電路

　　隔離RS-485接口電路

　　之前我們經常采用的485接口隔離電路是利用三個光耦隔離收發及控制信號，加上485收發器共需要4片IC，且采用光耦隔離需要限流及輸出上拉電阻，必要時還會使用三極管驅動。設計電路繁瑣，耗費時間長，如果沒有之前使用光耦的經驗，那么在選用光耦限流及輸出上拉電阻方面會耗費很多不必要的時間；且光耦的輸出信號上升時間較長，在與數字I/O端口相接時，需另加施密特整形才能保證信號的波形符合標準，如在FPGA、DSP等系統中的應用。

　　ADM2483是內部集成了磁隔離通道和485收發器的芯片，內部集成的磁隔離通道原理與光耦不同，在輸入輸出端分別有編碼解碼電路和施密特整形電路，確保了輸出波形的質量。且磁隔離功耗僅為光耦的1/10，傳輸延時為ns級，從直流到高速信號的傳輸都具有超越光耦的性能優勢。內部集成的低功耗485收發器，信號傳輸速率可達500Kbps，后端總線可支持掛載256個節點。具有真失效保護、電源監控以及熱關斷功能。

　　要實現隔離RS-485接口的電路設計只需在ADM2483的電源與地之間接一個104的去耦電容即可。當然，DC-DC隔離電源是必不可少的。其電路連接如下圖：

　　信號自收發電路

　　信號自收發電路我們采用74HC14芯片，利用它的施密特波形翻轉性能來控制RE、DE引腳，以實現信號的自收發。其電路連接如下圖：

　　如圖所示，MCU的發送信號經過施密特觸發器反向后輸給DE和RE腳，發送數據引腳TxD接地。

　　當有高電平信號發送時，經反向變為低電平信號，DE/RE引腳輸入為低電平，使發送驅動器禁止，總線為高阻狀態，此時由A、B總線上的上拉電阻產生高電平輸出。

　　當有低電平信號發送時，經反向變為高電平信號，DE/RE引腳輸入為高電平，使發送驅動器工作，由于TxD引腳端接地，為低電平，這樣就將低電平發送至總線。

　　本參考設計僅為實現RS-485接口的自收發功能，在實際應用中，應根據使用情況作出相應的修改。此收發電路也有不足之處，當在連續發送高電平時，ADM2483的DE／RE引腳處于接收狀態，所以，此時的發送端和接收端都處于接收狀態，這時的總線是空閑狀態，是允許各節點發送數據的，因此一般在主從式的網絡結構中采用此方法。

　　在網絡上也有不同的幾種實現RS－485收發器自收發的方案，分別有以下幾種：

　　利用三極管反向原理實現

　　電路如下圖：

　　當不發送數據時，TxD信號為高電平，經V1反向后使ADM2483處于接收狀態。

　　當發送數據時，TxD為高時，經V1反向，使發送驅動器禁止，總線為高阻狀態，此時由A、B總線上的上拉電阻產生高電平輸出。TxD為低時，經V1反向，使發送驅動器工作，由于TxD引腳端接地，為低電平，這樣就將低電平發送至總線。

　　采用這種電路時，需要程序保證不同時進行接收和發送的操作。

　　利用555定時器，其原理于以上電路類似，電路圖如下：

　　555定時器為邊沿觸發，當TxD發送高電平時，555定時器OUT引腳輸出低電平，當TxD發送低電平時，555定時器OUT引腳輸出高電平，當TxD轉為高電平時，OUT引腳輸出的高電平狀態會延遲一會再轉入低電平，以確保發送數據的正確性。

　　采用74HC14和RC電路實現，此電路是對單純使用74HC14實現自收發電路的改進，增加了RC充放電電路，減少總線處于空閑狀態的時間，電路如下圖：

　　當TxD信號為高電平，則通過電阻為電容充電，其充電時間為T，該時間應設置為串口發送一個字節所需要的時間，由R，C參數來確定。當電容充滿后，則DE／RE為低電平，使ADM2483處于接收狀態。

　　在發送數據時，TxD起始位產生第一個下降沿，使電容經過二極管進行快速放電，使DE／RE很快變為高電平，ADM2483處于發送狀態。在發送過程中， 當TxD變成高電平時，電容通過電阻緩慢充電，使DE／RE仍然保持在發送狀態，可有效吸收總線上的反射信號。當RC充電結束，使DE／RE轉入接受狀態時， 總線上的上拉、下拉電阻將維持TxD高電平的發送狀態，直至整個bit發送結束。

　　當數據發送完畢以后，TxD變為高電平，RC又開始充電，即經T時間后，ADM2483又轉換為接收狀態。

　　聲明

　　以上所有電路均為參考電路，為電路設計者提供思路，在實際使用中請再次驗證，以確保電路的穩定及不會對系統造成破壞。對于電路損壞造成的損失，概不負責。