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

2019-12-21 世强
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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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型号- ISL3174EIBZ,ISL3170EIUZ,ISL3174EIUZ-T,ISL3178EIUZ-T,ISL3171EIUZ,ISL3178EIBZ-T,ISL3175E,ISL3173EIBZ,ISL3172EIBZ,ISL3171EIUZ-T,ISL3171E,ISL3170EIBZ-T,ISL3170EIBZ-T7A,ISL3176EIBZ,ISL3170EIUZ-T,ISL3177EIUZ-T,ISL3177EIBZ-T,ISL3177EIUZ,ISL3175EIBZ,ISL3171EIBZ-T,ISL3178E,ISL3172EIBZ-T7A,ISL3174E,ISL3174EIBZ-T,ISL3170E,ISL3178EIUZ,ISL3178EIBZ-T7A,ISL3178EIBZ,ISL3176EIBZ-T,ISL3175EIUZ,ISL3176EIUZ,ISL3172EIBZ-T,ISL3173EIUZ-T,ISL3177E,ISL3173E,ISL3177EIBZ,ISL3176EIUZ-T,ISL3175EIBZ-T,ISL3171EIBZ,ISL3172EIUZ,ISL3175EIUZ-T,ISL3173EIBZ-T,ISL3171EIBZ-T7A,ISL3173EIUZ,ISL3170EIBZ,ISL3172EIUZ-T,ISL3176E,ISL3176EIUZ-T7A,ISL3174EIUZ,ISL3172E

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型号- ISL3156EIUZ-T7A,ISL3156EIBZ-T,ISL3153EIUZ,ISL3158EIUZ,ISL3158EIUZ-T,ISL3152EIBZ,ISL3153EIBZ-T,ISL3153EIUZ-T,ISL3156EIBZ,ISL3155E,ISL3150EIUZ-T7A,ISL3158EIBZ-T,ISL3153E,ISL3153EIUZ-T7A,ISL3152EIBZ-T7A,ISL3150EIBZ-T7A,ISL3152EIPZ,ISL3155EIBZ,ISL3150EIUZ,ISL3152EIUZ-T7A,ISL3156EIUZ-T,ISL3150EIBZ-T,ISL3156EIBZ-T7A,ISL3150EIUZ-T,ISL3155EIBZ-T,ISL3156EIUZ,ISL3155EIBZ-T7A,ISL3155EIUZ,ISL3158EIBZ-T7A,ISL3150EIBZ,ISL3152EIBZ-T,ISL3152EIUZ,ISL3152EIBZ-T7,ISL3158E,ISL315XE,ISL3158EIBZ,ISL3156E,ISL3155EIUZ-T,ISL3152E,ISL3158EIUZ-T7A,ISL3150E,ISL3152EIUZ-T

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型号- ISL32603EFUZ-T,ISL32602EFBZ,ISL32603EFBZ-T,ISL32601EFBZ,ISL32601EFBZ-T7A,ISL32602EFBZ-T7A,ISL32602EFUZ,ISL32603EFUZ-T7A,ISL32601E,ISL32600EFUZ-T,ISL32603E,ISL32603EFBZ-T7A,ISL32601EFUZ,ISL32601EFBZ-T,ISL32602EFUZ-T,ISL32602EFBZ-T,ISL32600EFUZ,ISL32600E,ISL32602E,ISL32603EFBZ,ISL32602EFUZ-T7A,ISL3260XE,ISL32600EFBZ,ISL32600EFBZ-T7A,ISL32601EFUZ-T7A,ISL32601EFUZ-T,ISL32600EFBZ-T,ISL32603EFUZ,ISL32600EFUZ-T7A

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型号- ISL83088E,ISL83082EIBZ,ISL83083E,ISL83084E,ISL83085E,ISL83086E,ISL83080EIBZ,ISL83080E,ISL83082E,ISL83084EIBZ,ISL83085EIUZ,ISL83083EIUZ,ISL83086EIBZ,ISL83088EIBZ,ISL83083EIBZ,ISL83085EIBZ,ISL83086EIUZ,ISL83080EIUZ,ISL83088EIUZ,ISL83082EIUZ

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型号- ISL32483EIBZ,ISL32483E,ISL32485E,ISL32485EIBZ

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