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(zhong)RS-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PCT2weizifuweibaoxiansi，zaiwangluoguoliudeqingkuangxiaqibaohuzuoyong。zaiwangluoguoliushijinrugaozuxianliuzhuangtai，zaiwangluohuifuzhengchangdeqingkuangxia，youhuifudaozhengchanglingdianzudegongzuozhuangtaixia。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

tongguodaliangdegongchengshijianzhengming，gaidianlujiandankekao，jingjishiyong，kefuleyouxiedianluzaidianyuancaijixinhaoduanchangqichuyumouyidianpingshi
，dianludianyuanzhongduandebiduan。tongshigenjuRS-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。