RS4585自动收发电路原理图讲解

原理图说明

下面RS485自动收发常用使用方法原理图：

在说原理图之前先说一下SP3485芯片，SP3485是一款可以将TTY电平转化为RS485差分电平，RS485使用的是LVDS电压标准。
SP3485共有8个Pin：
RO（Receiver Output）： 接收器输出口，将接收到的数据输出给SOC端
DI（Driver Input）： 驱动输入口，用于接收SOC的数据并通过差分信号输出
RE（Receiver Enable）： 接收器使能控制，低电平有效，当RE有效时，DI高阻抗，RO有效
DE（Driver Enable）： 驱动控制，高电平有效，当DE有效时DI有效，R0高阻抗
VCC: 电源线
A/B： 差分线
GND： 电源地
下图是SP3485 Datasheet关于Pin的说明

Tips
当RE、DE都有效时以RE为准，这是线与特性

因为RS485是半双工，只有一个差分信号线，所以RE/DE同一时刻只能有一个被使能，所以一般的情况下会使用TX来控制将它们串联起来控制：

使用一个N-MOS来控制，当TXD为高时，也就是G大于S时，N-MOS导通，RE、DE都为低，也就是RO有效，恰好符合UART协议中空闲状态，那么此刻发送为空闲接收有效，RO上面的Pin的变化就直接被SOC上的RX所接收，当TXD为低时，N-MOS不导通此刻呈现高阻抗，而RE、DE有上拉电阻，会将其拉到3.3V，也就是高电平状态，此刻DE有效：

当DE有效时由于TXD为低，而N-MOS没有导通，DI上默认接了下拉电阻：

所以此时A=0，B等于1此刻就是低电平，当TXD为高时又处于截止状态，DI呈现高阻抗但外部A/B线上有接上下拉电阻：

可以看到A上面接了上拉，B上面接了下拉，此刻由于N-MOS没有导通呈现高阻抗，那么A等于3.3，B等于0，此时也就为1，这样就实现了自动收发，当空闲时RO可以正常接收数据当处于发送模式时虽然SP3485在发送与接收模式下切换但是电路的设计会让A/B差分信号线处于正确的电平下。
这里补充一点，无论是发送还是接收都会按照UART协议：起始位->数据位（8BIT）->停止位->校验位也就是11BIT，所以无论SP3485收发怎么切换都会按这个协议来工作，一般RS485会使用MODBUS协议来进行通讯，通讯双方明确知道当前是什么模式所以SP3485处于什么模式不重要，只要正常按照协议与UART总线协议来通讯就可以了。

这里顺带讲解一下这里串联了一个120Ω的R3电阻的作用，这个称之为终端电阻，因为RS485是属于远距离传输协议，它最远可以到3000米，通常一般在1200米以内，如此远的距离容易产生信号反射。

而且一般另外一端接收都是SOC, 而SOC一般都是CMOS IO，而CMOS IO的特点就是使用MOS管，一般栅极用于输入与输出，而栅极上一般用一层绝缘二氧化硅隔离所以输入阻抗极大，可以理解为无穷大，因为SOC主要是电压驱动而非电流，这就导致了如果有电子流过那么它们会到栅极处聚集，因为哪里有一层绝缘的二氧化硅，电子会聚集在在栅极由于同性相斥后续的电子会被排斥也就是反弹回去，形成一部分负电场，根据麦克斯韦方程组结论电场会产生电磁波，如果距离较近电场还会干扰发送端，所以因此一般在发送端与接收端并联一个电阻，这样电子就不会聚集在栅极处而是经过电阻流走了，能够有效降低反射, 注意不能是串联，因为串联会导致电流无法通过，电压上升较慢影响信号波形。
最后就是三个SMBJ6.5CA二极管了，SMBJ6.5CA是瞬态电压保护二极管，这是一个经典的TVS保护电路。

SMBJ6.5CA的特性是当电压超过6.5v会被击穿，D1和D2就会强制将A/B两根线拉到GND里用于保护芯片这里是共模电压保护，D3是差模电压保护，当D1-D2的电压差大于6.5v时，D3会被导通，或者D2-D1电压差大于6.5D3也会被被导通，假如D1电压过大，导致D3导通了，那么能量就会泄入到D3与D1之间的Line上面去，这样能保护D2上的Line不会因为能量负载过大而发热或者烧掉，也减轻GND的负担，就比如你左手上的东西太多的了，已经负担不了了，在继续拎着可能导致胳膊脱臼，最好的方式就是让右手也帮忙拎点东西。

Tips
SMBJ6.5CA是双向击穿二极管