中心議題：

• RS-232/RS-485無源轉換電路設計
• 實現RS-485在收發之間的自動轉換

解決方案：

• 采用無源的轉換方式

• RS-485采用平衡傳輸方式

RS-232、RS-485都是串行數據接口標準。由於它們的接口電路簡單，通用性比較好，所以在控製領域有著廣泛的應用。RS-232和RS-485有著各自的優缺點：RS-232是低速率串行單端標準，采取不平衡傳輸方式(即所謂單端通信)
，收、發端的數據信號是相對於信號地的電平而言
，其共模抑製能力差
，傳送距離短
，其為點對點的通信方式；RS-485采用平衡傳輸方式，可以實現多點通信，由於采用了有別於RS-232電平方式的差分方式，使得在通信速率、抗幹擾和傳輸距離方麵都有較大的改善。但由於現用的工控PC機大多都隻直接提供RS-232接口，所以為了實現RS-485與yu監jian控kong係xi統tong的de接jie口kou，往wang往wang需xu要yao另ling加jia轉zhuan換huan接jie口kou，從cong而er使shi得de網wang絡luo構gou成cheng相xiang對dui比bi較jiao複fu雜za，使shi用yong也ye不bu方fang便bian。為wei了le克ke服fu使shi用yong上shang的de不bu便bian，本ben文wen設she計ji了le一yi種zhongRS-232/RS-485通用接口。為了克服以往在單端情況下隻能232或485不能同時接口的局限
，本文利用Maxim公司的ICL7662芯片設計一種通用接口。下麵就ICL7662芯片及電路原理作全麵地介紹。

1 ICL7662電壓轉換器

ICL7662是由美國Maxim 公司提供的一種CMOS電壓轉換器，主要特性為：

◆ 轉換電壓為4.5V～20V到-4.5V～-20V;
◆ 轉換效率高達99.7％；
◆ 外圍電路簡單，最小隻需兩個儲能電容。

引腳說明如表1所列。

2 ICL7662電壓轉換器工作原理

ICL7662原理性圖解如圖1所示。
在ICL7662工作周期的前半個周期

，S1和S3閉合，S2和S4斷開

，C1由輸入電壓充電到VIN。在接下來的後半個周期， S1和S3斷開，S2和S4閉合。在電路電阻非常小的情況下，就會由C1放電在C2上
，在C2兩端形成-VIN。根據該芯片的工作原理，本文做了大量的試驗
，如果在C2兩端加上-VIN，根據同樣的原理

，會在C1上形成相當於VIN的電壓。根據此特性非常有利於從信號端“竊取”電源，即不管是在正電源端還是負電源端，隻要某一端有足夠的電平，芯片就會高效地完成“竊電”。本文就針對這一特性設計了無源的RS-232/RS-485轉換電路，如圖2所示。
注:①本原理圖為通用方式的RS485接口原理，2個TVP用於ESD防護，外加2個自複位
保險絲PCT;
②下半部分用於無源RS232→RS485的轉換電路

，保證兩端同時可用，但在係統中隻
能有一端為主，且RS232應為標準232口，232口發送數據在485口可見。
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3 通用硬件設計說明

benwenshejidejiekoudianluzhuyaoshizhenduigongyexianchangkongzhizhongduan，youyugezhongkongzhiyaoqiubutong，suoyiduikongzhizhongduandepeizhigeyi。danzongtiyaoqiushimouyizhongduanguzhangbuyingyingxiangxitongqiyubufendegongneng，yaobianyuzhongduanyujiankongxitongzhijiandejiekou。suoyi，benwenshejizhongduiyuRS-485與RS-232的轉換采用了無源的轉換方式，而非常規的RS-232與RS-485標準轉換，既便是與PC相連的終端單元掉電，也不會影響係統中其它單元的正常通信。

圖2為接口電路的原理圖。在圖中的上半部分用美國Maxim公司的485芯片MAX487構成標準RS-485接口電路，其中2片P133為快速光電耦合器
，用於把控製內核部分與網絡隔離開，控製端口用相對廉價一點的TPL521隔離。TVS1和TVS2為瞬態電壓抑製二極管，用以對網絡上的高壓噪音幹擾進行吸收
，保護接口芯片MAX487免予損壞。PCT1和PCT2為(wei)自(zi)複(fu)位(wei)保(bao)險(xian)絲(si)，在(zai)網(wang)絡(luo)過(guo)流(liu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)起(qi)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。在(zai)網(wang)絡(luo)過(guo)流(liu)時(shi)進(jin)入(ru)高(gao)阻(zu)限(xian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)
，在(zai)網(wang)絡(luo)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，又(you)恢(hui)複(fu)到(dao)正(zheng)常(chang)零(ling)電(dian)阻(zu)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)。R7為可選終端匹配電阻。該接口電路簡單、可靠。

圖2的下半部分為本文的重點部分，完成RS-232與RS-485標準之間的無源轉換。該部分的核心為Maxim公司的負電源轉換芯片ICL7662。電路的工作電源來自於RS-232的發送信號線PTXD
，由電荷泵ICL7662進行正負電源轉換，能量存儲於儲能電容C1、C2
、C3中，作為本部分電路的工作電源。根據EIA的標準
，RS-232在發送數據時，發送端驅動器輸出正電平在 5V~ 15V(邏輯0)，負電平在-5V~-15V(邏輯1)，接收器的典型電平在 3~ 12V與-3~-12V(見參考文獻[1])之間

，RS-485的接收門限為 /-200mv(見參考文獻[2])。由MAX487完成RS-232與RS-485標biao準zhun之zhi間jian的de轉zhuan換huan
，電dian路lu自zi動dong完wan成cheng收shou發fa控kong製zhi的de轉zhuan換huan。本ben部bu分fen對dui控kong製zhi內nei核he來lai講jiang處chu於yu無wu源yuan工gong作zuo狀zhuang態tai下xia，不bu受shou所suo在zai終zhong端duan工gong作zuo狀zhuang態tai的de影ying響xiang，自zi動dong完wan成cheng收shou
、發狀態控製，避免網絡“死鎖”。當電路所在的節點不接RS-232時，本部分電路不工作
，使得係統的功耗最小。當節點通過RS-232與係統通信時
，監控係統的數據首先轉換到RS-485網上
，節點數據先經過本節點轉換電路轉換到RS-232的電平狀態，然後與監控係統通信。

4 總 結

通tong過guo大da量liang的de工gong程cheng實shi踐jian證zheng明ming
，該gai電dian路lu簡jian單dan可ke靠kao
，經jing濟ji實shi用yong
，克ke服fu了le有you些xie電dian路lu在zai電dian源yuan采cai集ji信xin號hao端duan長chang期qi處chu於yu某mou一yi電dian平ping時shi，電dian路lu電dian源yuan中zhong斷duan的de弊bi端duan。同tong時shi根gen據juRS-485半雙工總線的特性，本文巧妙地實現了RS-485在收發之間的自動轉換，避免了由於操作不當造成的總線“死鎖”現象。實踐證明，不管是與信號電平相對較低的便攜式電腦接口還是與台式機接口
，本電路都能可靠工作
，在通信速率300b/s~19200b/s範圍內
，長期運行未發現通信有任何異常現象。