ADM2582E/ADM2587E-完全集成式隔离数据收发器本文主要简单介绍RS-485总线标准，以及比较几种常见的RS-485电路，并重点介绍美国模拟器公司（ADI）最新量产的具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器ADM2582E/ADM2587E，一个集成隔离DC/DC电源，适合用于多点传输线路上的高速通信应用的数据收发器。

1.引言随着现代化社会生活的迅速发展，工业自动化的程度越来越高。

在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。

但是，在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导致信号传输错误；另外，RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲器的情况下只可以达到15 米。

为了解决上述问题，RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。

RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。

因为RS-485的远距离、多节点（256个）以及传输线成本低的特性，是EIA RS-485称为工业应用中数据传输的首选标准。

ADI公司的ADM2582E/ADM2587E器件针对均衡的传输线路而设计，符合ANSI/TIA/EIA RS-485-A-98和ISO 8482:1987(E)标准。

它采用ADI 公司的iCoupler®技术，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPower DC/DC转换器。

该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。

2．RS-485 标准介绍电子工业协会（EIA）于1983 年制订并发布RS-485标准，并经通讯工业协会（TIA）修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485标准。

RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。

RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。

RS-485标准数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），也称作平衡传输，RS-485标准的最大传输距离约为1219 米。

通常，RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。

在这里尤为注意并不是所有的RS-485收发器都能够支持高达10Mbps的通讯速率。

如果采用光电隔离方式，则通讯速率一般还会受到光电隔离器件响应速度的限制。

3．几种典型的RS485电路设计(1)、传统的RS485电路作为一种常用的通讯接口器件，RS-485/RS-422 芯片可以在许多半导体公司中找到对应的型号，比如ADI 公司（器件前缀为ADM）。

大部分工业RS-485总线的客户应用如下的电路连接方式如图1所示，其485电路主要由2或3个快速光耦，RS-485收发器件以及隔离电源模块组成，优点是连接简单，价格便宜，缺点是用的器件较多，占用的PCB面积大，而且光电耦合器的在速度限制、功耗以及LED老化上受到限制。

图1 ADM487E典型应用电路(2)、带隔离的增强型RS-485电路磁耦隔离iCoupler技术，是由ADI公司设计开发的一项适合高压环境的隔离电路的专利技术，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管结合，因采用了高速的iCOMS工艺，因此在功耗、体积、集成度、速度等各方面都优于光耦。

同时能满足医用设备高电压工业应用、电源以及其它高隔离度环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信、数据转换器接口、各种总线隔离以及其它多通道隔离应用。

ADM2483是带隔离的增强型RS-485 收发器，其内部框图如图2所示，它包括一个三通道隔离器、一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接收器。

1/8 单位负载的接收器输入阻抗可允许多达256 个收发器接入总线，最高传输速率可达500Kbps。

逻辑端兼容3V/5V 工作电源，总线端5V 供电。

ADM2483与其它RS-485 接口芯片相比，集成了磁隔离技术，仅需要一个外部的DC/DC电源即可。

ADM2483应用电路如图3所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。

图2 ADM2483功能内部框图图3 ADM2483BRW典型应用电路(3)、完全集成式隔离数据收发器(a)、功能介绍ADM2582E/ADM2587E包含一个集成式隔离DC/DC电源，不再需要外部隔离电源模块，是带隔离的增强型RS-485收发器，ADM2582E/ADM2587E是具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器，适合用于多点传输线路上的高速通信应用。

它采用ADI公司的isoPowerTM技术，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPowerTM DC/DC转换器，其内部框图如图4所示，该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。

ADM2582E/ADM2587E驱动器带有一个高电平有效使能电路，并且还提供一个高电平接收机有效禁用电路，可使接收机输出进入高阻抗状态。

图4 ADM2582E/ADM2587E 功能内部框图(b)、ADM2587E典型应用电路ADM2582E/ADM2587E采用isoPower™集成式隔离DC/DC技术，是一款隔离的RS-485/RS-422收发器，可配置成半双工或全双工模式，通信速率分别为数据速率：16 Mbps/500kbps，采用20引脚宽体SOIC 封装，管脚兼容，其额定工作温度范围为工业温度范围(−40°C to +85°C)。

ADM2582E/ADM2587E与其它RS-485接口芯片相比，集成了磁隔离技术和DC/DC电源，是一个真正意义上的单芯片RS-485集成芯片，大大的减少了PCB板面积。

ADM2582E/ADM2587E应用电路如图5所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。

图5 ADM2582E/ADM2587E 典型应用电路(c)、ADM2582E/ADM2587E引脚名称功能描述(d)、ADM2582E/ADM2587E使用说明发送真值表接收真值表4. 其他特性ADM2582E/ADM2587E具备过热关断特性，能够防止输出短路，可防止温度过高时芯片因电源的过度损耗而毁坏。

当芯片工作温度高于150℃时，ADM2582E/ADM2587E独有的热关断电路会关断驱动器输出；而当温度回到140℃时，ADM2582E/ADM2587E会自动使能驱动器输出。

ADM2582E/ADM2587E最多可允许256 个收发节点接入总线, 隔离电压为2500V，输入/输出引脚上提供±15 kV ESD保护功能，真正防故障装置的接收输入端，以及大于25 kV/μs高共模瞬态抑制能力。

ADM2582E/ADM2587E集成了isoPower技术，该技术采用高频开关元件通过其变压器传输电力。

在PCB布局时必须特别注意满足辐射标准。

欲了解电路板布局的注意事项，可以参考应用笔记AN-0971，在此不做更详细介绍。

零延时隔离技术的RS485息线节点设计引言在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中，RS485总线因其硬件设计简单、控制方便、成本低等优点，广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域。

RS485总线采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动，各节点之间的通信是以一对双绞线作为传输介质。

与RS232接口相比，RS485总线的传输距离更长、抗干扰能力也更强。

RS485总线具有以下一些特点：①接口采用平衡驱动器和差分接收器，抗共模干扰能力强，即抗噪声干扰性好。

②收发器输出A、B之间的电平为+2～+6 V，是逻辑“1”；为－6～－2 V，是逻辑“0”。

信号电平比RS232降低了，不易损坏接口芯片。

另有“使能”控制信号，可使收发器处于高阻状态，切断与传输线的连接。

③接收器的输入灵敏度为200 mV。

即在当收端VA－VB>+200 mV时，输出为逻辑“0”；VA－VB＜－200 mV时，输出为逻辑“1”。

④最高传输速率为10 Mbps，最大传输距离标准值为1 200 m。

⑤在节点数为32个、配置120 Ω终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出1．5 V电压(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)。

⑥具有多站点传输能力，即总线上允许挂接多个收发器，可建立设备网络。

在传统的RS485总线节点设计的基础上，本文基于ADI公司推出的带隔离的增强型RS485收发器AD－uM2483，采用磁耦隔离和硬件零延时技术所设计的RS485总线节点，具有良好的抗干扰性和较高的通信速率，可应用在一些环境比较复杂的工业场合。

1 设计思想RS485总线节点由单片机STC12C5410AD、带隔离的RS485收发器ADuM2483、高速三极管等组成。

其中，ADuM2483的应用图如图1所示。

STC12C5410AD是宏晶科技生产的单时钟／机器周期(1T)单片机，是高速／低功耗／超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。

其内部集成MAX810专用复位电路、4路PWM、通用全双工异步串行口(UART)，可用定时器软件实现多串口；8路高速10位A／D转换，宽电压，不怕电源抖动，高抗静电(ESD保护)，特别适用于强干扰场合。

在情况比较复杂的现场中，各节点之间存在很高的共模电压。

虽然RS485总线采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动，具有一定的抗共模干扰能力，但当共模电压超过其极限接收电压时，RS485收发器就无法工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。

因此，为了适应强干扰环境甚至更苛刻的性能要求，必须对RS485总线各节点实行电气隔离。

ADuM2483独具的PV(Power－Valid)电源监控功能，可根据供电电源的稳定情况而开断芯片工作。

为了避免GND1缓慢上电／掉电(>100 μs／V)引起的A、B输出抖动情况，ADuM2483设计了PV引脚。

当电平低于2．0 V时，此引脚为低，芯片不工作；高于2．3 V时，此引脚为高，芯片正常工作。

D1与D2用来防止总线上的瞬变干扰。

RS485总线接口电路如图2所示。

采用金升阳公司的B0505S隔离模块实现收发器两端电源与地完全隔离。