【应用】RS-485/RS-422收发器ISL83485在智能墙壁开关上的应用

时间： 2019-12-21 来源：世强

技术问答

智能开关是指利用控制板和电源板的组合，以实现电路智能开关控制的单元。可实现本地及远程控制，由于这种控制方式简单且易于实现，因此越来越广泛的被许多家庭采用。

485总线由于其布线简单，稳定可靠从而广泛的应用于智能家居、工业控制、视频监控，楼宇报警等各个领域中，笔者设计的一款智能墙壁开关采用Intersil公司（RENESAS收购）推出的RS-485/RS-422收发器 ISL83485IBZ，实现家庭智能控制。

笔者设计的这款智能墙壁开关，通过RS-485通信接口接入家庭控制网络，通过485协议和家庭中的设备进行通信和交互，智能墙壁开关面板上可以设置控制场景，实现对家庭中诸如灯光、空调、以及其它智能设备的控制。

家庭智能控制网络拓扑图如下：

室内终端产品框图如下：

选用ISL83485IBZ作为RS-485/RS-422收发器，基于如下原因

1、单片机工作电平为3.3V，选用ISL83485IBZ作为RS-485/RS-422收发器，不需要电平转换电路。

2、ISL83485IBZ可以与MAX3485/SP3485兼容，硬件管脚PIN TO PIN，无需修改电路板，软件也无需修改！极具性价比

RS485电路原理图：

上图是RS485电路，485_R/T为低电平时，发送禁止，接收有效，485_R/T为高电平时，则发送有效，接收截止。上拉电阻R254和下拉电阻R253，用于保证无连接的ISL83485芯片处于空闲状态时提供网络失效保护，提高RS485节点与网络的可靠性，R254，R253这两个电阻，需要根据实际应用改变大小，本设计中选用R253=R254=2.2K。

图中钳位于7.0V的管TVS2，TVS3，TVS4，都是为了保护RS485总线的，避免受外界干扰，也可以选择集成的总线保护元件。另外图中的R251，R252，C470，C471用于提高电路的EMI性能。

PCB实物图：

收发电路：

当单片机要发送数据的时候，控制485_R/T为高电平，数据通过TXD发送出去。

当单片机要接收数据的时候，控制485_R/T为低电平，数据通过RXD接收回来。

控制信号485_R/T平时给出低电平，当数据进来的时候，数据会自动通过RXD到单片机，当需要发送数据时，控制485_R/T为高电平，进入发送模式，数据通过TXD发送出去。

旁路电容：

C472是电源旁路电容，作用是给485芯片提供一个干净的电源，使它稳定的工作。在PCB布线的时候，电容到电源引脚的距离最好在2mm以内。

电平匹配电路：

单片机工作电平为3.3V，选用ISL83485IBZ作为RS-485/RS-422收发器，不需要电平转换电路。

发送数据过程：

发送数据，用的是TXD引脚，也就是说，在TXD引脚上表现数据。

TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。

如下图：黄色为TXD引脚波形，红色为A-B波形

接收数据过程：

接收数据，用的是RXD引脚，也就是说，在RXD引脚上表现数据。波形图和发送数据一致。

ISL83485IBZ低功耗高速RS-485/RS-422收发器的产品特性及优势：

•+3.3V单电源供电（10%容差）

•5V逻辑互操作

•高数据率，高达10MbPs

•单个单元负载允许总线上多达32个设备

•低电流15nA关机模式

•共模输入电压范围-7V~+12V

•三状态RX和Tx输出

•10ns的传播延迟

•半双工引脚输出

•驱动器的电流限制和热关断

•过载保护

•无铅（符合RoHS标准）

ISL83485IBZ有着以上优秀的特征和性能，可广泛用于工业自动化、家电、住宅楼宇系统、通信设备、工业设备、健康和医疗设备等多个领域。

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数据手册 - RENESAS - Rev.6.00 - Aug 31, 2017 PDF 英文下载查看更多版本

ISL3170E, ISL3171E, ISL3172E, ISL3173E, ISL3174E, ISL3175E, ISL3176E, ISL3177E, ISL3178E ±15kV ESD Protected, 3.3V, Full Fail-Safe, Low Power, High Speed or Slew Rate Limited, RS-485/RS-422 Transceivers DATASHEET

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