1 问题的提出 在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485 通信接口所组成的工控设备网络。这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。从目前解决单片机之间中长距离通信的诸多方案分析来看，RS-485 总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。但 RS485 总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点，如不注意一些细节的处理，常出现通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高 RS-485总线的运行可靠性至关重要。 图 1 RS485 通信接口原理图 2 硬件电路设计中需注意的问题 2.1 电路基本原理 某节点的硬件电路设计如图 1 所示，在该电路中，使用了一种RS-485 接口芯片SN75LBC184，它采用单一电源 Vcc，电压在＋3～＋5.5 V 范围内都能正常工作。与普通 的RS-485 芯片相比，它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8 kV 的静电放电冲击，片内集成4 个瞬时过压保护管，可承受高达400 V 的瞬态脉冲电压。因此，它能显著提高防止雷电损坏器件的可靠性。对一些环境比较恶劣的现场，可直接与传输线相接而不需要任何外加保护元件。该芯片还有一个独特的设计，当输入端开路时，其输出为高电平，这样可保证接收器输入端电缆有开路故障时，不影响系统的正常工作。另外，它的输入阻抗为 RS485标准输入阻抗的2 倍（≥24 kΩ），故可以在总线上连接 64 个收发器。芯片内部设计了限斜率驱动，使输出信号边沿不会过陡，使传输线上不会产生过多的高频分量，从而有效扼制电磁干扰。在图 1 中，四位一体的光电耦合器 TLP521 让单片机与 SN75LBC184 之间完全没有了电的联系，提高了工作的可靠性。基本原理为：当单片机 P1.6=0 时，光电耦合器的发光二极管发光，光敏三极管导通，输出高电压（＋5 V），选中 RS485 接口芯片的DE端，允许发送。当单片机 P1.6=1 时，光电耦合器的发光二极管不发光，光敏三极管不导通，输出低电压（0 V），选中 RS485 接口芯片的RE 端，允许接收。SN75LBC184 的R端（接收端）和 D 端（发送端）的原理与上述类似。 2.2 RS-485 的DE 控制端设计 在 RS-485 总线构筑的半双工通信系统中，在整个网络中任一时刻只能有一个节点处于发送状态并向总线发送数据，其他所有节点都必须处于接收状态。如果有 2 个节点或 2个以上节点同时向总线发送数据，将会导...
