本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種RS485電路。

背景技術(shù)：

在目前的RS485電路中，直接通過MCU來控制RS485接口芯片的使能腳，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。當(dāng)控制芯片的GPIO腳為高電平時(shí)，RS485接口芯片處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)；當(dāng)MCU的GPIO腳為低電平時(shí)，RS485接口芯片處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

由于RS485總線上可以同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備，以構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，但是在同一時(shí)間，RS485總線上只能有一個(gè)設(shè)備處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，而其他設(shè)備均處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如果有兩個(gè)或者兩個(gè)以上設(shè)備處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，RS485總線將出現(xiàn)問題。因此，一旦MCU出現(xiàn)死機(jī)等故障時(shí)，MCU的GPIO腳很可能一直處于高電平信號(hào)或低電平信號(hào)，如果是高電平信號(hào)，則RS485接口芯片將一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，從而導(dǎo)致整個(gè)RS485總線出現(xiàn)通信異常。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種RS485電路，當(dāng)控制芯片發(fā)生故障時(shí)，控制485接口芯片處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，從而有效防止因控制芯片故障導(dǎo)致的485接口芯片一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)485總線出現(xiàn)通信異常的情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一方面提出了一種RS485電路，包括：485接口芯片，所述485接口芯片用于向RS485總線發(fā)送數(shù)據(jù)或接收所述RS485總線上的數(shù)據(jù)；控制芯片，所述控制芯片與所述485接口芯片相連，所述控制芯片通過信號(hào)控制端向所述485接口芯片的使能端發(fā)送使能控制信號(hào)以使所述485接口芯片處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)或數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)；保護(hù)單元，所述保護(hù)單元連接在所述控制芯片的信號(hào)控制端和所述485接口芯片的使能端之間，所述保護(hù)單元用于在所述控制芯片發(fā)生故障時(shí)控制所述485接口芯片處于所述數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

根據(jù)本實(shí)用新型的RS485電路，通過在控制芯片的信號(hào)控制端和485接口芯片的使能端之間設(shè)置保護(hù)單元，以在控制芯片發(fā)生故障時(shí)控制485接口芯片處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，從而有效防止因控制芯片故障導(dǎo)致的485接口芯片一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)485總線出現(xiàn)通信異常的情況。

具體地，所述保護(hù)單元包括：第一電容，所述第一電容的一端與所述控制芯片的信號(hào)控制端相連，所述第一電容的另一端與所述485接口芯片的使能端相連；第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第一電阻的另一端接參考地。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)單元還包括：第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電容的一端相連，所述第二電阻的另一端與預(yù)設(shè)電源相連。

具體地，所述使能控制信號(hào)包括低電平信號(hào)和高電平信號(hào)，其中，所述控制芯片通過所述信號(hào)控制端向所述485接口芯片的使能端發(fā)送所述低電平信號(hào)時(shí)，所述485接口芯片處于所述數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；所述控制芯片通過所述信號(hào)控制端向所述485接口芯片的使能端發(fā)送所述高電平信號(hào)時(shí)，所述485接口芯片處于所述數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。

具體地，所述第一電阻的阻值和所述第一電容的容值根據(jù)所述485接口芯片發(fā)送數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間確定。

具體地，所述第二電阻的阻值根據(jù)所述控制芯片的驅(qū)動(dòng)能力確定。

具體地，所述485接口芯片與所述RS485總線還連接有接口電路，所述接口電路包括：第三電阻，所述第三電阻的一端連接在所述485接口芯片的第一收發(fā)端與所述RS485總線的第一信號(hào)端之間，所述第三電阻的另一端與預(yù)設(shè)電源相連；第四電阻，所述第四電阻的一端連接在所述485接口芯片的第二收發(fā)端與所述RS485總線的第二信號(hào)端之間，所述第四電阻的另一端接參考地；第二電容，所述第二電容的一端連接在所述485接口芯片的第一收發(fā)端與所述RS485總線的第一信號(hào)端之間，所述第二電容的另一端接參考地；第三電容，所述第三電容的一端連接在所述485接口芯片的第二收發(fā)端與所述RS485總線的第二信號(hào)端之間，所述第三電容的另一端接參考地；第一箝位二極管，所述第一箝位二極管的一端連接在所述485接口芯片的第二收發(fā)端與所述RS485總線的第二信號(hào)端之間，所述第一箝位二極管的另一端接實(shí)際地；第二箝位二極管，所述第二箝位二極管的一端連接在所述485接口芯片的第一收發(fā)端與所述RS485總線的第一信號(hào)端之間，所述第二箝位二極管的另一端接實(shí)際地。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485電路的方框示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的RS485電路的方框示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的RS485電路的方框示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的RS485電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

下面參照附圖來描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的RS485電路。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485電路的方框示意圖。如圖1所示，該RS485電路包括：485接口芯片100、控制芯片200和保護(hù)單元300。

其中，485接口芯片100用于向RS485總線發(fā)送數(shù)據(jù)或接收RS485總線上的數(shù)據(jù)，控制芯片200與485接口芯片100相連，控制芯片200通過信號(hào)控制端向485接口芯片100的使能端發(fā)送使能控制信號(hào)以使485接口芯片100處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)或數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。保護(hù)單元300連接在控制芯片200的信號(hào)控制端和485接口芯片100的使能端之間，保護(hù)單元300用于在控制芯片200發(fā)生故障時(shí)控制485接口芯片100處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，使能控制信號(hào)包括低電平信號(hào)和高電平信號(hào)，其中，控制芯片200通過信號(hào)控制端向485接口芯片100的使能端發(fā)送低電平信號(hào)時(shí)，485接口芯片100處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；控制芯片200通過信號(hào)控制端向485接口芯片100的使能端發(fā)送高電平信號(hào)時(shí)，485接口芯片100處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。

具體而言，控制芯片200可以為MCU，控制芯片200的信號(hào)控制端可以為MCU的GPIO腳。

當(dāng)控制芯片200處于正常工作狀態(tài)時(shí)，可通過GPIO腳輸出低電平信號(hào)至485接口芯片100的使能端，以使485接口芯片100處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；或者，通過GPIO腳輸出高電平信號(hào)至485接口芯片100的使能端，以使485接口芯片100處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。

當(dāng)控制芯片200發(fā)生故障，例如，控制芯片200出現(xiàn)死機(jī)等故障時(shí)，控制芯片200的GPIO腳可能一直輸出高電平信號(hào)或者低電平信號(hào)，一旦控制芯片200的GPIO腳一直輸出高電平信號(hào)，則當(dāng)RS485總線上同時(shí)連接多個(gè)485接口芯片100時(shí)，很有可能在RS485總線上同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)485接口芯片100處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，此時(shí)RS485總線會(huì)出現(xiàn)問題。因此，當(dāng)控制芯片200發(fā)生故障時(shí)，通過連接在控制芯片200與485接口芯片100之間的保護(hù)單元300來控制485接口芯片100一直處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，從而有效防止因控制芯片故障導(dǎo)致的485接口芯片一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)485總線出現(xiàn)通信異常的情況。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，保護(hù)單元300可包括：第一電容C1和第一電阻R1，其中，第一電容C1的一端與控制芯片200的信號(hào)控制端相連，第一電容C1的另一端與485接口芯片100的使能端相連，第一電阻R1的一端與第一電容C1的另一端相連，第一電阻R1的另一端接參考地GND。

具體而言，如圖2所示，由于第一電阻R1的下拉作用，在空閑狀態(tài)時(shí)，485接口芯片100的使能端將處于低電平狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)需要接收時(shí)，控制芯片200將輸出低電平信號(hào)，此時(shí)，第一電容C1的兩端均為低電平，因此第一電容C1不進(jìn)行充放電，所以可以保證485接口芯片100的使能端處于低電平狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收。

當(dāng)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，控制芯片200將輸出高電平信號(hào)，由于第一電容C1會(huì)瞬間短路，所以第一電容C1的右端會(huì)立即變?yōu)楦唠娖?，從而?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，第一電容C1會(huì)慢慢充滿電，第一電容C1的右端又變?yōu)榈碗娖?。為了能夠保證數(shù)據(jù)正確傳輸，可以根據(jù)數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)間來選擇合適的第一電容C1和第一電阻R1的阻值，以在數(shù)據(jù)發(fā)送期間，485接口芯片100的使能端不會(huì)下降為低電平。

當(dāng)控制芯片200出現(xiàn)死機(jī)等故障時(shí)，如果控制芯片200一直輸出低電平信號(hào)，則485接口芯片100的使能端會(huì)一直處于低電平狀態(tài)，即，一直處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，因而不會(huì)影響RS485總線上其他設(shè)備的正常通信。

而如果控制芯片200一直輸出高電平信號(hào)，則通過上面的分析可知，第一電容C1在充滿電后，會(huì)使485接口芯片100的使能端一直處于低電平狀態(tài)，因此，即使控制芯片200出現(xiàn)死機(jī)后一直輸出高電平信號(hào)，也會(huì)因第一電容C1的隔離作用，使得485接口芯片100的使能端一直保持在低電平狀態(tài)，從而達(dá)到保護(hù)RS485總線目的。

因此，當(dāng)控制芯片出現(xiàn)死機(jī)或故障時(shí)，不管控制芯片的信號(hào)控制端一直輸出高電平信號(hào)還是低電平信號(hào)，485接口芯片的使能端都將一直處于低電平狀態(tài)，即一直處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，從而保證RS485總線上其他設(shè)備的正常通信。

需要說明的是，第一電阻R1的阻值和第一電容C1的容值根據(jù)485接口芯片100發(fā)送數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間確定。

具體而言，假設(shè)485接口芯片100的使能端的電壓在2V以上才認(rèn)為是高電平信號(hào)，才允許數(shù)據(jù)的正常發(fā)送，而正常的高電平驅(qū)動(dòng)電壓為5V，因此，隨著第一電容C1的充電，485接口芯片100的使能端的電壓將從5V開始下降，只要在電壓下降到2V之前能夠?qū)⒋l(fā)送數(shù)據(jù)全部發(fā)送完畢即可。不同的應(yīng)用中，發(fā)送一次數(shù)據(jù)需要的時(shí)間是不一樣的，因此，可根據(jù)不用的發(fā)送時(shí)間來確定不同應(yīng)用中RC時(shí)間常數(shù)，然后根據(jù)RC時(shí)間常數(shù)來確定第一電阻R1的阻值和第一電容C1的容值。

進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，保護(hù)單元30還可包括第二電阻R2，第二電阻R2的一端與第一電容C1的一端相連，第二電阻R2的另一端與預(yù)設(shè)電源VCC相連。其中，第二電阻R2的阻值根據(jù)控制芯片200的驅(qū)動(dòng)能力確定。

具體而言，第二電阻R2則作用主要是增加控制芯片200的GPIO腳的驅(qū)動(dòng)能力，根據(jù)不同控制芯片200的GPIO腳的驅(qū)動(dòng)能力不同，第二電阻R2的阻值選擇不同，而如控制芯片200的GPIO腳的驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)，足夠給第一電容C1進(jìn)行充電，此時(shí)可以不設(shè)置第二電阻R2。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖4所示，485接口芯片100與RS485總線還連接有接口電路400，接口電路400包括：第三電阻R3、第四電阻R4、第二電容C2、第三電容C3、第一箝位二極管D1和第二箝位二極管D2。其中，第三電阻R3的一端連接在485接口芯片100的第一收發(fā)端A與RS485總線的第一信號(hào)端A1之間，第三電阻R3的另一端與預(yù)設(shè)電源VCC相連。第四電阻R4的一端連接在485接口芯片100的第二收發(fā)端B與RS485總線的第二信號(hào)端B1之間，第四電阻R4的另一端接參考地GND。第二電容C2的一端連接在485接口芯片100的第一收發(fā)端A與RS485總線的第一信號(hào)端A1之間，第二電容C2的另一端接參考地GND。第三電容C3的一端連接在485接口芯片100的第二收發(fā)端B與RS485總線的第二信號(hào)端B1之間，第三電容C3的另一端接參考地GND。第一箝位二極管D1的一端連接在485接口芯片100的第二收發(fā)端B與RS485總線的第二信號(hào)端B1之間，第一箝位二極管D1的另一端接實(shí)際地，第二箝位二極管D2的一端連接在485接口芯片100的第一收發(fā)端A與RS485總線的第一信號(hào)端A1之間，第二箝位二極管D2的另一端接實(shí)際地。保證數(shù)據(jù)的正確穩(wěn)定傳輸。

具體而言，如圖4所示，GPIO、RDX和TXD分別為控制芯片200的信號(hào)控制端、數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)發(fā)送端，RE非、DE、RO、DI、VCC、B、A和GND分別為485接口芯片100的數(shù)據(jù)接收使能端、數(shù)據(jù)發(fā)送使能端、數(shù)據(jù)接收端、數(shù)據(jù)發(fā)送端、電源端、第二收發(fā)端、第一收發(fā)端和接地端?？刂菩酒?00的信號(hào)控制端GPIO通過第一電容C1后與485接口芯片100的數(shù)據(jù)接收使能端RE非和數(shù)據(jù)發(fā)送使能端DE相連，控制芯片200的數(shù)據(jù)接收端RXD與485接口芯片100的數(shù)據(jù)接收端RO相連，控制芯片200的數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD與485接口芯片100的數(shù)據(jù)發(fā)送端DI相連，控制芯片200的第一收發(fā)端A與RS485總線的第一信號(hào)端A1相連，控制芯片200的第二收發(fā)端B與RS485總線的第二信號(hào)端B1相連。并且，在485接口芯片100與RS485總線之間連接有接口電路400，以構(gòu)成RS485電路，具體工作原理這里不再贅述。

綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485電路，通過在控制芯片的信號(hào)控制端和485接口芯片的使能端之間設(shè)置保護(hù)單元，以在控制芯片發(fā)生故障時(shí)控制485接口芯片處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，從而有效防止因控制芯片故障導(dǎo)致的485接口芯片一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)485總線出現(xiàn)通信異常的情況。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。