硬件特训班问题解答【57问-10】

1. (1)电阻R1,R2的选择，这边两端的电压范围是多少（也就是A和B分别对地电压是多 少）？流过的电流范围是？

(2)电阻R5,R4的选择，这边看到好多的电阻值，不知道选型的原理？

(1)485经常和Modbus绑定到一起，其目的是什么呢？Modbus从本质上来说其首先是一个软件协议，然后我们也经常说modubus网络，modbus网络类似我们经常说OSI7层网络，所以modbus网络我们可以从OSI网络架构去类比

（2）其实我们任何通讯方式，我们都可以从这个角度理解，也就是说任何方式的通讯我们需要了解清楚两个方面:一是硬件层面的逻辑电平的0和1其在物理世界其电压范围如何表示；二是软件层面，即这些0和1方面如何组织起来，比如说我们UART通许，其有起始位，数据位，校验位，停止位等等构成完整的数据帧；所以大家可以回想我们常见的通讯方式如UART,232,485,CAN,SPI,IIC等等等等

（3）EIA-485逻辑电平电压范围:

如上图所示，在驱动侧:逻辑电平1的电压范围为:-6V~-2V;逻辑电平0的电压范围在:2V~6V

在接收侧:逻辑电平1的电压范围为:-6V~-200mV;逻辑电平0的电压范围在:200mV~6V

可见在驱动侧和接受侧其灵敏度是不一样的

（4）端接的问题:想必很多人应该学习过计算机网络，大家也知道网络信号在传输的时候首先会广播，广播的过程他会将信号一路传递下去一直传递到终端，当终端不做任何处理的时候，这个时候就出现了阻抗不匹配的问题，阻抗不匹配就必然会产生信号的反射，信号反射，整个信号传递链路就会受干扰，所以我们必须解决这个问题，如何解决呢？首先这个问题之所以出现，是因为传输线的阻抗和结点的阻抗不相等，所以出现了信号反射，所以想办法让其匹配即可，匹配之后信号在传递到终端的时候其信号就会被终端匹配电阻完全吸收而不产生反射，而我们在485网络中在A-B想添加的120Ω的电阻就是基于此目的

(5)偏置的问题:所谓的偏置其解决的主要问题是当总线空闲时，如果不偏置(其实就是通过接上下拉电阻让总线在空闲的时候有个固定的电压值)的话，其在空闲的时候就会成高阻态，所谓的高阻态就是不确定态，也就是它在某些情况下成高电平，某些情况下成低电平，所以这个时候就会出现误动作，为了解决这个问题我们需要加偏置电阻，使得其在空闲状态下应该成逻辑电平1状态，485是差分逻辑，所以我们需要在A相接上拉电阻，B相接下拉电阻，以此在空闲状态下VA-VB=逻辑电平1的电压范围，但是R上拉和R下拉到底该怎么选值呢？其实主要是确保我们在A-B之间的电位差仍然能够明确的表达出逻辑电平1和逻辑电平0即可，此时我们需要注意R1上拉电阻，R2下拉电阻以及R3终端陪陪电阻其三者构成了一个直流回路，R2和R1的值的选取就要确保这3者构成的回路仍然能确保逻辑电平1和逻辑电平0的传递，此时我们可以假设VABmin=200mV=R3*Vcc/(R1+R2+R3)==>R2和R1的最大值就可以求出来，然后基于此去选取即可

（6）LPF的设计:在接收端由于长距离的传输是的data line上面存在噪声，所以这个时候我们在接收端我们需要设计一个低通滤波器，让有用信号通过，高频噪声滤除，所以R和C的选取主要是根据截止频率来进行

(7)485作为通讯接口电路，前边我们在老白硬件系列课程里面详细的给大家做过分析，任何其通讯接口其从产品可靠性角度而言一定要做好EMC的辅助电路设计，即EMI滤波和EMS防护；对于EMI滤波主要有共模滤波也有差模滤波，可以通过共模电容差模电容，共模电感，差模电感等来实现EMI滤波；然后再通过GDT,MOV,TVS等实现EMS防护，具体设计可以参考老白硬件设计系列P4-二极管

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