工业通信的“数据桥梁”,RS485硬件电路设计参考
RS485接口核心概念、Air780EPM的RS485支持、硬件设计注意事项
以低功耗4G-Cat.1模组Air780EPM为例,通过RS485接口与LuatOS开发,可快速实现工业物联网设备的本地通信+远程联网功能。
今天我们将以Air780EPM为例,分享RS485硬件电路相关内容。
1、RS485接口核心概念
对于刚接触RS485的新手开发者,需要了解以下接口特性相关核心概念。
1.1 物理层标准
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采用差分信号传输,支持半双工通信(同一时间只能发送或接收)。
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最大传输速率10Mbps,最远传输距离1200米(需匹配终端电阻)。
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信号电平为±2V~±6V差分电压,抗共模干扰能力强。
1.2 硬件组成
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RS485收发器(如MAX485、SP3485):将 UART的TTL电平转换为差分信号。
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差分线(A/B):传输数据,需使用屏蔽双绞线。
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终端电阻:总线两端各接120Ω电阻(长线必加,避免信号反射)。
2、Air780EPM的RS485支持
2.1 硬件接口说明
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UART1:
默认支持RS485模式,需外接RS485收发器。
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关键信号:
TXD/RXD:连接RS485收发器的DI/RO端。
RE/DE收发控制引脚:通过GPIO(如GPIO24)控制,需在代码中配置。
2.2 软件支持要点
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LuatOS提供封装函数简化配置;
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支持Modbus-RTU/TCP/ASCII协议。
3、硬件设计注意事项
3.1 硬件连接示例
3.2 关键设计要点
1)电平匹配
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Air780EPM的UART为3.0V TTL电平,需通过RS485收发器转换为差分信号。
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确保收发器与模组供电一致。
2)终端电阻
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总线两端各接120Ω电阻(A/B线并联接地或接 VCC)。
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短距离(<30 米)可省略,但长线必加。
3)自动收发控制电路
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方案一:使用GPIO控制
GPIO24输出低,使RE/DE拉低,进入接收模式;
GPIO24输出高,使RE/DE拉高,进入发送模式。
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方案二:使用三极管控制
当TXD为高电平时,触发三极管导通,使RE/DE拉低,进入接收模式;
当TXD为低电平时,三极管保持关闭,使RE/DE为高,进入发送模式。
4)防雷与抗干扰
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加装共模电感和TVS管;
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RS485线需与电源线、高频信号线物理隔离。
3.3 典型电路设计
RS485收发器(如 MAX485)典型连接:
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DE/RE引脚通过电阻连接到Air780EPM的GPIO24;
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A/B线接屏蔽双绞线,屏蔽层单端接地。
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