关于光耦隔离与SP3485E芯片一起使用无法拉高485使能引脚问题

问题描述

最近在做的一个项目，定制了一块STM32F407ZG的工控板，工控板载4个485接口全部都是只能接收数据，不能对外发送数据。

可能的问题原因

1.接线不正确：接线不正确导致485收发出现问题。
2.程序端口初始化问题：控制光耦隔离的输入脚IO的初始化和置位状态有问题。
3.GPIO复用问题：控制对应串口的GPIO不是正点原子默认的GPIO，而是经过复用的其他IO，复用问题。
4.程序设置与485E芯片收发模式不对应：对于使能引脚的电平要根据光耦的输出情况确定输入IO与RE的关系，可能模式没有对应。
5.光耦隔离或者SP485E这两块IC内部本身存在问题。

问题探究

如图，SP485E芯片的2号引脚RE和3号引脚DE分别控制485的收发状态，同时两引脚连接在一起，RE低电平有效，DE高电平有效，保证了485E的半双工工作状态。无法对外发送数据即485_RE使能网络无法提供高电平。

寻找到提供485_RE网络的端口，发现其在光耦隔离继电器的输出端，由GPIO_PF4控制，电路逻辑为：PF4低电平，二极管导通发光，光耦隔离内部右边光敏元件受光导通，485_RE输出电压接近5V为高电平，反之为低电平。

真实输出结果理应与仿真结果一致。

经过端对端的电平测量，发现485_RE无法输出高电平，最高输出电压仅不到1V，远小于驱动电压，其他3个引脚均正常。进一步用示波器测量，而485_RE竟然输出占空比52%，波峰波谷绝对值相近，周期20ms，而正电压有效值为5.8V（8.3/21/2），负电压有效值为6.3V（9.0/21/2），很奇怪为什么会出现正弦波。

为排除程序影响，直接将光耦隔离的PF4引脚跳起，焊接到杜邦线上，杜邦线直接接GND，观察输出485_RE，发现依旧没有高电平输出，对几个光耦都如此实验，结果相同。

为进一步确定问题，进行对比实验，将其中一个光耦隔离卸下，短接PF4与485_RE引脚（上图中红色导线），测试485功能，发现收发正常。

初步确定为光耦隔离的问题，但同一块板子上四个光耦隔离都有问题，实在是难以令人信服。将从板子上取下来的 问题 光耦隔离芯片，按照原理图重新搭建外围电路，观察输出，发现输出正常，排除光耦本身的问题，问题依旧锁定在板子本身。

我是做软件的，不太清楚电路上的问题，为我们做工控板的工程师明确说电路没有问题，但目前我也找不到可能的原因了，为大家提供一些debug思路，这个板子现在拆除光耦隔离直接短接GPIO与485的使能脚进行使用。如果有人知道原因还忘不吝赐教，感谢！

2024.03.28 问题解决 答案补充

困扰了我这么久的问题，终于找到了原因，在这里感谢瀚海蓝帆工程师的帮助！
问题出自光耦隔离的限流电阻R24，如下图，但看原理图没有一点问题，但犯罪就在这个R24，实际焊在电路板上的不是330R，而是10K！

这样的话，流经发光二极管的电流只有不到0.3mA，如此微弱的电流自然是无法驱动发光二极管的，所以光耦输出无法导通，就一直是低电平，接到SP3485E的使能引脚，就只能低电平有效的接收了，无法发送。

更换了270R的限流电阻，再次测试光耦隔离的输出，得到4.5V的高电平。顺利解决！

板子是买的工控板，搞这种情况确实非常坑人。