对无源232转485肢解

这是我们用来肢解的无源232转485模块


拆开后是由

    TP7660 非门电荷泵
    UT000485 uart转485芯片

    HEF4093BT 与非门施密特触发器

三个芯片组成。

我们通过两个问题来介绍他们的作用。

无源供电问题

    我们都知道芯片需要电源来供电,可是无源模块没有接电源怎么供电的。这时候我们需要对信号进行处理从而获得模块所需要的电源。我们知道485在不进行数据收发的时候,485A+端是有电平的,使用这部分电平就能对485芯片进行供电了,但是232常态下是低于0V的,就拿我自己的玩具来说,一般是-5V,这要怎么输出电平。这时候就要我们的电荷泵出场了,可是电荷泵本身也需要电压来驱动,这时候谁来给电压?这个模块设计最讨巧的地方在于它把地接在了VDD段,把TX稳压过后接在了GND端。稳压二极管的使用也比较讨巧,如下图所示。


TP7660是一款非门电荷泵能将-1.2V至-8V反向成1.2V至8V,当Tx端的为空闲的时候电平为-5V,经过电荷泵输出为5V来给别的模块供电。


RTS的处理

    485的逻辑是总线上一般只有一个设备在发送,所以一般的485芯片都有一个RTS(Request to send),需要将这个引脚置低才能发送485数据。所以使用与非门施密特触发器。485的Tx端接In1,In2一直接高电平,当Tx开始发送数据的时候,与非门输出低电平,485芯片发送数据。当空闲的时候,Tx为低,则与非门输出高电平,485芯片不发送数据。

附上一个网上常见的无源232转485电路


图中左上角同样为电荷泵电路,右下角使用了一个比较讨巧的三极管电路达到和上面所说的与非门一样的逻辑。可以参考一下。

着计算机在工业的广泛应用控制局域网络也深入应用到各行各业之中现行的诸多控 制系统若采用单机控制方式已越来越难以满足设备控制的要求因为往往我们所控制的设备 只是整个系统的一个基本单元它既需要外部输入一些必要的信息同时也需要向外部输出自 身的运行参数和状态所有这些都要求我们采用控制网络技术将众多设备有机地连成一体以 保证整个系统安全可靠地运行目前在我国应用的现场总线中RS-485/RS-422 使用最为 普遍当用户要将基于标准的RS-232 接口设备如PC 机连接至由RS-485/RS-422 构成 的通讯网络时则必须作RS-232和RS-485/RS-422之间的电平换传统的做法是在设备 内扩展一个通讯适配卡由通讯适配卡实现电平换内部主机再通过并行总线读出或写入数 据显然这种设计方法存在下列缺点 A.由于适配卡是基于某一种总线标准扩展的而不是基于RS-232电平标准所以其应用 范围受到限制只能一种适配卡适用一种总线如ISA 适配卡不可能插入STD总线或用户自 定义的总线其通用性较差 B.虽然实现的仅仅是电平换但是由于需要考虑与扩展总线的接口和增加一个标准的 UART 并且需要占用系统的其它宝贵资使硬件和软件变得过于复杂 C.复杂的硬件设计大大增加了元器件的数目和电路板面使适配卡的成本过高 D.由于采用内置插卡方式使变更通信方式比较麻烦如将半双工通信方式设置为全双工 方式等另外维修和测试也比较麻烦 E.对于现有的基于RS-232的设备在无法变动系统软件和硬件的情况下显然适配卡无 法将这些设备连成基于RS-485或RS-422通信网络的分布式系统为了克服上述缺点同时考虑到RS-232 接口的自身特点我们设计了一种小巧的无须外部供电的智能收发换器实 现RS-232和RS-485/RS-422之间的电平
### 无RS232RS485方案 #### 设备概述 帝特无RS232RS485双向换器不仅支持从RS232到RS485换,同时也支持反向操作。该设备利用“RS232电荷泵”技术实现内部供电,从而无需额外的外部电供应[^1]。 #### 接口标准及特点 RS232和RS485均为TIA/EIA定义的标准之一,用于串行数据通信接口。这些标准被广泛应用在各种计算机外围设备之间的连接中。具体来说: - **RS232**:通常使用DB9孔型连接器,具有多个信号线(如TXD, RXD, RTS, CTS等),适用于短距离的数据传输。 - **RS485**:则通过差分信号线路(Data+, Data-)来提高抗干扰能力和延长通讯距离至最远可达1200米[^4]。 #### 电路设计原理 对于无式的RS232RS485换器而言,其核心在于如何有效地获取足够的电力以维持正常运作而不依赖于外界电输入。一种常见的做法是从PC机上的RS232接口窃取所需能量——即利用DTR(请求发送) 和RTS (清除发送) 这两个控制线上提供的少量直流电流作为电[^5]。 ```circuitikz \begin{circuitikz} % 绘制简单的RS232到RS485换框图 \node[draw, rectangle, minimum width=2cm, minimum height=1cm] at (0,0) {RS232}; \node[draw, rectangle, minimum width=2cm, minimum height=1cm] at (4,0) {Converter}; \node[draw, rectangle, minimum width=2cm, minimum height=1cm] at (8,0) {RS485}; \draw[-latex'] (-1,0)--(-.5,0); \draw[-latex'] (.5,0)--(3.5,0); \draw[-latex'] (4.5,0)--(7.5,0); % 添加标签 \node at (-1,.5){PC}; \node at (4,-1.5)[align=center]{Power from\\ DTR & RTS}; \end{circuitikz} ``` 此方法的关键组件包括但不限于: - HN232CP 或 MAX232 集成电路负责完成RS232电平换; - MAX485芯片处理RS485部分的功能实现; - 使用二极管D3来进行限压保护,确保稳定的工作电压约为4.7伏特左右。
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