终于讲透--史上最详细的RS485自动收发电路

摘要：关于485通讯大家肯定不陌生，那么你会设计一个485电路而且能自带收发功能的吗？或者还是直接随便找一个电路甚至不管其中的原理就用上了。485通信一般离不了单片机控制，所以一般单片机尤其是STM32单片机之类的开发板上面都有RS485通信模块，因为485通讯只需要你的MCU有串口就可以了。

下面再某宝上找了几款STM32开发板上面关于485通信模块的电路图，发现有几家竟然电路图一模一样，而且画法也一模一样。

• 原子哥
• 硬石
• 普中
• 洋桃
• 安富莱
• 野火

可以发现，485通讯模块大家普遍用的只有两种芯片，SP3485和MAX485，而且原理图画的都差不多。

1、传统RS485电路

不管是SP3485还是MAX485它们电路都是一样的。

先说一下原理：因为单片机通信一般是TTL电平，而我们的外接设备如果是485设备，通信的电平就是485电平，这两者的电平是不一样的，所以两者不能直接相接一起。中间需要一个电平转换的芯片来协商一下，所以就有了我们的485芯片。因为485通信是半双工的，就是发送数据的时候不能同时接收数据，所以我们又把485芯片叫做半双工收发器。而SP3485芯片就是一款非常经典的低功耗半双工收发器，满足RS-485串行协议要求。

然后这款芯片的引脚定义如下：

• RO 一 接收器输出
• RE 一 接收器输出使能（低电平有效）
• DE — 驱动器输出使能（高电平有效）
• DI 一 驱动器输入
• GND 一 连接地
• A — 驱动器输出/接收器输入（同相）
• B — 驱动器输出/接收器输入（反相）
• VCC —芯片供电

现在你可能有疑问？这个引脚怎么叫做接收器也叫输出器啊？还真人这么问。一般在485设备的数据向MCU发送时我们把芯片叫做接收器，因为它接收了外界的数据。在MCU向485设备发送数据时我们把芯片叫做驱动器，因为这时候像是我们驱动了芯片让它向外发送数据。

SP3485的驱动器输出是差分输出，空载时输出电压的大小为0V～+3.3V。SP3485有一根使能控制线(高电平有效)。DE上的逻辑高电平(1)将使能驱动器的差分输出。

SP3485接收器的输入是差分输入，接收器的输入电阻通常为15K。如果RE为低，接收器使能，反之接收器禁止。

这样就得到了一个结论

1. ED： 1 发送使能；0发送禁止
2. RE： 0 接收使能；1接收禁止

因此，我们一般将ED和RE接在一起，单片机MCU向外发送数据时，将USART_EN置位1，单片机MCU接收外界送数据时，将USART_EN置位0，即可。

当然我们在写程序时候，就相对会比较麻烦，因为我们要在接收和发送时将USART_EN引脚置位不同的电平。

那么有没有一种可以自动收发功能的电路呢？

答案是有的，只要我们在这个电路的基础上加一个三极管就可以解决了。

2、自动切换收发的RS485电路

大家看我们在前面电路的基础上加了一个经典的三极管开关电路。电阻R6、电阻R7和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R7是限流电阻，最好选择4.7K，也可以选择10K。R6是上拉电阻，可以选择4.7K或者10K。

学过模电大家知道，NPN三极管，高电平导通。当TX高电平，三极管导通，RE和DE引脚接地，进入接收模式。当TX低电平，三极管截止，RE和DE引脚接高电平，进入发送模式。

疑问？

DI引脚本来是接TX的，现在直接接地了，那岂不是发送的数据都是0？可以正常工作吗？

答：当然可以！

发送数据过程

发送数据，用的是单片机的TX引脚，也就是说，在TX引脚上表现数据。要发送数据0x32，写成二进制就是0x00110010，TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0。

当TX发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。所以，当TXD发送0时，AB引脚发送0。

当TX发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R3把A拉高，R2把B拉低，所以，AB传输的是1。所以，当TXD发送1时，AB引脚发送1。

一句话：TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。

接收数据过程

接收数据，用的是单片机引脚RX，在RXD引脚上表现数据。在接收数据的过程中，TX引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平，正好变成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RX的引脚）就会接收AB传输过来的数据。

怎么样神奇吧！

那么有没有一款芯片可以自带自动切换收发功能的呢？答案是有的。

3、自动切换方向芯片-MAX13487

为了克服软件参与的方向控制不确定性，美信公司发布了宣称首款支持芯片自动换向的RS485芯片—MAX13487。

对比其他的RS485芯片，MAX16487的RE引脚有两个用处

1. RE为低电平时，打开RO方向的接收数据。
2. RE为高电平时，芯片进入自动方向切换模式。

我们将RE连接高电平，即自动换向模式。

对应的原理图就是下面这样：

直接将PIN2和PIN3接到VCC即可实现自动收发功能。而且MAX13487E还要便宜一些。

那么如果现在然你设计一个485电路，你会采取那种方案呢？