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RS-232/RS-485无源转换电路设计


中心议题:
  • RS-232/RS-485无源转换电路设计
  • 实现RS-485在收发之间的自动转换
解决方案:
  • 采用无源的转换方式
  • RS-485采用平衡传输方式

RS-232、RS-485都是串行数据接口标准。由于它们的接口电路简单,通用性比较好,所以在控制领域有着广泛的应用。RS-232和RS-485有着各自的优缺点:RS-232是低速率串行单端标准,采取不平衡传输方式(即所谓单端通信),收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言,其共模抑制能力差,传送距离短,其为点对点的通信方式;RS-485采用平衡传输方式,可以实现多点通信,由于采用了有别于RS-232电平方式的差分方式,使得在通信速率、抗干扰和传输距离方面都有较大的改善。但由于现用的工控PC机大多都只直接提供RS-232接口,所以为了实现RS-485与监控系统的接口,往往需要另加转换接口,从而使得网络构成相对比较复杂,使用也不方便。为了克服使用上的不便,本文设计了一种RS-232/RS-485通用接口。为了克服以往在单端情况下只能232或485不能同时接口的局限,本文利用Maxim公司的ICL7662芯片设计一种通用接口。下面就ICL7662芯片及电路原理作全面地介绍。

1 ICL7662电压转换器

ICL7662是由美国Maxim 公司提供的一种CMOS电压转换器,主要特性为:

◆ 转换电压为4.5V~20V到-4.5V~-20V;
◆ 转换效率高达99.7%;
◆ 外围电路简单,最小只需两个储能电容。

引脚说明如表1所列。

2 ICL7662电压转换器工作原理

ICL7662原理性图解如图1所示。

 
在ICL7662工作周期的前半个周期,S1和S3闭合,S2和S4断开,C1由输入电压充电到VIN。在接下来的后半个周期, S1和S3断开,S2和S4闭合。在电路电阻非常小的情况下,就会由C1放电在C2上,在C2两端形成-VIN。根据该芯片的工作原理,本文做了大量的试验,如果在C2两端加上-VIN,根据同样的原理,会在C1上形成相当于VIN的电压。根据此特性非常有利于从信号端“窃取”电源,即不管是在正电源端还是负电源端,只要某一端有足够的电平,芯片就会高效地完成“窃电”。本文就针对这一特性设计了无源的RS-232/RS-485转换电路,如图2所示。
注:①本原理图为通用方式的RS485接口原理,2个TVP用于ESD防护,外加2个自复位
保险丝PCT;
②下半部分用于无源RS232→RS485的转换电路,保证两端同时可用,但在系统中只
能有一端为主,且RS232应为标准232口,232口发送数据在485口可见。

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