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港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道顺利实现全线贯通

? 2018-10-16 10:00 ? 次阅读
本赛季常规赛,方硕首次与郭艾伦相遇,他拿到了21分,而郭艾伦只有11分;常规赛第二次相遇,方硕拿了23分,而郭艾伦则只有9分进账。

一、前言

在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中,通常使用串行通讯方式进行数据交换。最初的RS232接口,由于外界应用环境等因素,经常因电气干扰而导致信号传输错误。除此之外,RS232接口只能实现点对点的通信方式,不具备联网功能,而且其最大传输距离仅有15米,不能满足远距离通讯要求。RS485则解决了这些问题,数据信号采用差分传输方式,最大传输距离约为1219米,允许多个发送器连接到同一条总线上。

考虑到节能、低功耗等原因,系统电压由传统的5V转为3.3V,因此3.3V供电的RS485接口应运而生。

二、RS-485标准概述

RS-485数据信号采用差分传输方式,收、发端通过平衡双绞线将A-A与B-B对应相连。当线路A高于线路B电平(VA-VB>+200mV)时,接收端输出为逻辑高电平(RO=1);当线路A低于线路B电平(VA-VB-200mV)时,接收端输出为逻辑低电平(RO=0)。当驱动器的输入端逻辑电平为高(DI=1)时,线路A电平高于线路B电平;当驱动器的输入端逻辑电平为低(DI=0)时,线路A电平低于线路B电平。见图1。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?三、低压RS-485网络电路的设计要点

1、共模干扰

RS-485 接口采用差分方式传输信号,一般收发器能够承受的共模电压范围为-7V至+12V,一旦共模电压超出此范围,将会影响通信的可靠性,甚至损坏接口。由于每个系统都会有独立的地回路,在远距离通信条件下,系统间的地电位差VGPD将会很大。发送器的输出共模电压为VOC,那么接收器输入端的共模电压VCM=VOC+VGPD,RS-485标准规定VOC小于等于3V,但VGPD的幅度可达十几伏甚至数十伏,并可能伴有强干扰信号,导致接收器的共模输入VCM超出正常范围,并在信号线上产生干扰电流。解决此类问题的方法是:

a、通过带隔离的DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离,如图2所示;

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?b、通过光耦将信号隔离,减小共模电压的影响。

采用该方法时,总线收发器的信号线和电源线与本地信号的电源是相互隔离的。

2、光耦隔离电路

光耦往往是限制通信数据波特率的主要因素,对于低速传输,可采用PS250、TIL117等。在高速电路设计中,可以考虑采用6N137、6N136等高速光耦,优化电路参数设计。光耦隔离示意图如图3所示。图3中,电阻R3、R4如果选取得较大,将会使光耦的发光管由截止进入饱和状态的速度变慢;如果选取得过小,退出饱和将会变慢。不同型号的光耦及驱动电路,使得这两个电阻的数值略有差异,阻值的选取通常由实验来确定。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?图3:光耦隔离示意图

3、端接电阻

RS-485数据信号采用差分传输方式,信号在转换期间和转换之后会发生反射。数据的传输速率较低或者通讯距离较近时,反射持续时间较短,对接收的逻辑电平没有影响,可以不用终端匹配。相反,如果数据的传输速率高或者通讯距离较远时,反射持续时间较长,则需要对总线进行终端匹配。

那么究竟在怎样的数据速率和电缆长度时需要进行总线匹配呢?一条经验性的原则是:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时无需进行终端匹配。

终端匹配有以下两种方案:

a、电阻匹配,在RS-485总线电缆的始端和末端都并接终端电阻。端接电阻取120Ω,与双绞线电缆特性阻抗匹配。该方案比较简单,目前最为普遍。如图4所示。该方案的弊端在于,匹配电阻对功率消耗较大,不太适合对功耗限制比较严格的系统。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?图4:端接电阻示意图

b、RC匹配,在总线直接串联一个电阻和电容。容值的选取与信号的传输速率有关,电路连接方式如图5。由于电容的存在,减少了大部分的功率损耗,同时也影响了信号的传输速率。因此,容值的选取就显得比较关键。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?图5:RC匹配示意图

4、故障保护

RS-485网络中,当所有的收发器都工作在接收模式时,总线处于空闲状态。此时总线上的差分电压VA-VB=0,接收器输出处于未定义状态,从而导致UART接收错误信息。除此之外,总线的断路、短路故障,都会造成UART上接收到错误信息。为了避免出现以上错误,在总线上放置上、下拉电阻。图6为总线偏置电路。电阻R1、R2的选择可根据下列计算方法得出,R1=R2=R,RT=120Ω(由于总线上终端和起始端各有1个120Ω终端电阻,所以RT0取值60Ω),VA-VB=Vcc*RT/(2R+RT0),应满足VA-VB>200mV,低压传输时,取Vcc=3.3V,那么R=465Ω。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求


? ? ? ?5、瞬态保护

实际应用中,RS-485总线上经常会遇到雷击、静电、电源波动等情况,由于传输线对高频信号相当于电感,因此对于高频瞬态干扰,接地线等同于开路。瞬态干扰虽然持续时间短暂,但可能会有成百上千伏的电压。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰,如果不加以适当防护可能会引起通信接口器件的损坏。通常情况下,会采取旁路保护方法,如图7所示。

3.3V供电的RS485接口满足远距离通讯要求

由于旁路保护方法是将瞬变能量释放到地回路,因此必须要有良好的接地。对于高速信号的远距离传输,应考虑保护器件容值和线路间容值对信号延时的影响。

四、使用RS485接口时应注意的问题

1、UART电平

随着MCU等平台电平的降低,接口电平低压化趋势明显。上海英联电子的UM3483/UM3486采用CMOS接口电平,兼容2.8V、3.3V接口电平。同时,为了增加抗干扰能力,对输入口的逻辑电平做了阈值滞环处理。

2、EMI干扰

RS-485信号在转换期间和转换之后会发生反射,形成天线向外辐射。UM3483具有低摆率驱动器,能够减小EMI和由于不恰当的终端匹配所引起的反射,并能够在接收端提供良好的信号信噪比。

3、失效保护

传统的RS-485接收器门限为±200mV,当总线上的差分电压VA-VB介于±200mV之间时,接收器的输出状态不确定。UM3483/UM3486内置真故障安全接收器输入,将接收门限移到-200mV/-50mV,解决了总线短路、空闲等情况下的失效保护问题。可省去外部的偏置电阻,同时内部的接收阈值做了滞环处理,增加了接收器的抗干扰能力。

4、单位负载

RS-485接收器额定的输入阻抗为大于或等于12kΩ,该值为1个单位负载(UL)。如果一个RS-485接收器额定具有1/8个UL,则总线可连接8倍数量的这种接收器。UM3483/UM3486的输入阻抗为96kΩ,总线可连接多达256个节点。

5、ESD保护

由于RS-485的应用环境比较复杂,经常受到静电和瞬态电压等干扰。目前半导体常用的ESD测试标准IEC61000-4-2(空气放电模式)、IEC61000-4-2(接触放电模式)和人体放电模式,用于评价器件的防静电能力。UM3483/UM3486芯片内部集成了ESD保护电路,人体放电模式、空气放电模式均达到±15kV,接触放电模式达到±8kV。

6、电压倒灌

如果RS485接口芯片电源掉电,但I/O口(A、B、/RE、DE、DI、RO)有输入电压时,一旦芯片没有该项功能,会在VCC管脚上建立起不稳定的电压,从而导致芯片处于无法预期的工作状态,吸收总线上的电流,向总线乱发数据,引起通信的异常和终端功能混乱。UM3483/UM3486具有防止电压倒灌功能,在此种情况下,保证VCC管脚电压为0,保证芯片处于关闭状态。

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SimpleLink WiFi CC32xx电源管理框架介绍

发表于 2018-10-16 00:38 ? 327次阅读
了解 CC3220 器件的各种低功耗模式及电源管...

最低功率和最小尺寸的蓝牙5.0解决方案在CC26...

低功耗CC2640R2F无线微控制器室内长距离传输大挑战

发表于 2018-10-16 00:35 ? 686次阅读
最低功率和最小尺寸的蓝牙5.0解决方案在CC26...

基于CC2650MODA蓝牙低功耗无线模块

Introduction to CC2650MODA Bluetooth? low energy R...

发表于 2018-10-16 00:30 ? 711次阅读
基于CC2650MODA蓝牙低功耗无线模块

关于CC26xx超低功耗无线MCU开发平台的特点...

CC26xx超低功耗无线微控制器开发平台介绍

发表于 2018-10-16 00:18 ? 295次阅读
关于CC26xx超低功耗无线MCU开发平台的特点...

关于测试CC2640的低功耗蓝牙射频指标的方法

如何测试CC2640的BLE射频指标(一)

发表于 2018-10-16 00:13 ? 551次阅读
关于测试CC2640的低功耗蓝牙射频指标的方法

数字高清影音技术的不断发展,促进了标准的HDMI...

经常玩高清视频设备的朋友都知道,HDMI是现在视频信号传输中最常见的接口,但是HDMI却有好几个版本...

发表于 2018-10-16 10:31 ? 301次阅读
数字高清影音技术的不断发展,促进了标准的HDMI...

低功耗MCU系统的关键是什么?软硬兼施!

电子产品的低功耗问题经常让产品设计者头痛而又不得不面对。以单片机(MCU)为核心的系统,其功耗主要由...

发表于 2018-10-16 09:11 ? 137次阅读
低功耗MCU系统的关键是什么?软硬兼施!

低功耗蓝牙技术与智能手机的互操作性使成为无线医疗...

许多开创先河的医疗产品公司已经在其产品配备低功耗蓝牙技术来改善糖尿病患者、过敏患者和哮喘患者的生活。

发表于 2018-10-16 17:06 ? 1002次阅读
低功耗蓝牙技术与智能手机的互操作性使成为无线医疗...

Teethcare智能牙刷结合传感器技术无线连接

深圳市友宏科技有限公司的Teethcare智能牙刷采用Nordic的nRF52832 SoC器件实现...

发表于 2018-10-16 18:44 ? 725次阅读
Teethcare智能牙刷结合传感器技术无线连接

打造空中超跑概念车,实现将个人交通工具从地面延伸...

个人飞行载具可能成为个人行动性(mobility)自主的真正解决方案?而不只是在道路上行驶的自动驾驶...

发表于 2018-10-16 18:22 ? 1241次阅读
打造空中超跑概念车,实现将个人交通工具从地面延伸...

SimpleLink MSP432超低功耗的MC...

MSP432超低功耗和物联网链接MCU介绍

发表于 2018-10-16 00:45 ? 425次阅读
SimpleLink MSP432超低功耗的MC...

关于SimpleLink低功耗蓝牙CC2640R...

1.1 TI SimpleLink低功耗蓝牙技术 CC2640R2F 概述A

发表于 2018-10-16 00:37 ? 788次阅读
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基于CC13501支持小于1GH以下和蓝牙BLE...

基于小于1GHz和低功耗蓝牙BLE双频产品CC1350,设计创新的本地和云端连接产品(1)

发表于 2018-10-16 00:34 ? 413次阅读
基于CC13501支持小于1GH以下和蓝牙BLE...

关于对超低功耗Simpleink WIFI及Ho...

超低功耗以及安全Simpleink WIFI第三代产品新的特点以及Homekit介绍

发表于 2018-10-16 00:17 ? 470次阅读
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杨幂黄轩分手戏虐观众 叶一茜带森碟出游(图) 被告知只能活5个月(图) 62岁王刚谈3岁儿子 脸叔没死!科林·费斯将在 夏玛 全球征集片名书法作品 滁州率先命名琅琊阁 林心如黄渤均加盟 范玮琪好友说漏嘴
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