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2019年02月14日 | 技术文章—RS-232、RS-485与RS-422转换方案

2019-02-14

工业现场应用中存在诸多总线应用情况，例如RS-232和RS-485转换且双向隔离、RS-485与RS-422接口共用，本文将为大家介绍这一类应用的方案，不仅简单方便，而且可以提高通信的可靠性。

一、高性能的RS-232与RS-485双向转换电路

图1 RS-232/RS-485双向转换模块

图1右侧所示为RS-232/RS-485总线双向转换模块，不仅体积大速度慢，而且RS-232和RS-485总线之间也没有实现隔离。图1左侧所示为MPM11T模块，通过如图2所示的简单连接即可实现RS-485与RS-232总线的自动切换。

图2 RS-232转RS-485接口

MPM11(A)T是集成RS-232和RS-485收发器，体积仅为24.98mm×16.9mm×7.1mm，其RS-485接口通信速度为250kbps，RS-232的通信速度为120kbps，因此使用MPM11(A)T可以实现最高120kbps的RS-232与 RS-485双向转换速度，如图3、图4和图5所示为使用MPM11T实现RS-232和RS-485双向转换的通信波形，可以看出总线波形质量良好。

图3 MPM11T实现RS-485与RS-232双向转换通信波形1

图4 MPM11T实现RS-485与RS-232双向转换通信波形2

图5 MPM11T实现RS-485与RS-232双向转换通信波形3

MPM11(A)T模块不仅输入与输出之间隔离，输出RS-232通道与RS-485通道之间也相互隔离，并且具有较高的EMC防护能力，裸机情况下，RS-485接口和RS-232接口可以承受接触静电±4kV，共模浪涌±2kV。如果需要更高等级可以参考MPM11(A)T数据手册推荐保护电路，使用推荐保护电路后RS-485接口和RS-232接口可以承受接触静电±8kV，共模浪涌±4kV，差模浪涌±2kV。

二、RS-422和RS-485共用接口

在实际应用中需要通信的设备可能是RS-422接口也可能是RS-485接口，那么产品需要具有与RS-422和RS-485接口通信的能力，若单独留出接口位置则会使产品的体积增大，因此RS-422和RS-485共用接口是一种比较可行的减小产品体积的方法。

如图6所示，可以使用两个RSM(3)485ECHT模块，通过拨动开关S1即可实现RS-485总线与RS-422总线的切换。如表1所示，若使用RS-485模式，只需将S1开关拨至0位置，外部接口只需使用1-3接口；若使用RS-422模式，只需将S1开关拨至1位置，外部接口需要使用1-5接口。若总线使用屏蔽双绞线可将RGND脚连接至屏蔽层，屏蔽层单点接大地，若不使用RGND，可将RGND悬空。

图6 使用两个RSM(3)485ECHT实现RS-422和RS-485接口共用

表 1 开关说明及总线引脚连接

如果应用环境良好且总线中可不加终端电阻，可以使用1个RSM(3)485IDHT实现RS-485接口和RS-422接口共用，可以实现更小的占板面积，且不需要对CON进行控制，应用更加方便。

图7 RSM(3)485IDHT实现RS-485接口与RS-422接口共用

三、RS-422接成RS-485

在实际应用中，若产品本身为RS-422接口，但与之通信的设备是RS-485接口，常需要将RS-422接口接成RS-485接口进行使用。下面以隔离RS-422收发器模块RSM422为例进行说明，将模块的A引脚与Y引脚短接，B引脚与Z引脚短接，即可与RS-485总线相连。因为RS-422总线是全双工的，若同时使能DE和RE，则RXD引脚会输出TXD发送的数据，MCU接收到错误数据从而导致异常，因此需同步操作DE和RE引脚使之保持相同的电平状态或者MCU程序中对接收数据进行处理。并且在发送完数据后需将DE禁能，否则会干扰总线正常工作。

图8 RS-422接口接成RS-485接口

四、带控制脚的RS-485模块实现自动收发

在某些情况下，可以将CON与TXD引脚直接相连，实现模块的自动收发，电路连接如图9所示，其通信波形如图10、图11和图12所示。但是这种应用方式，每帧数据的第一个字节的起始位会有3.8μs的延迟，因此理论上其最高通信速度131kbps，建议使用较低的通信速度，并且发送完数据后保持TXD高电平至少25μs后再进行接收。若需要更高通信速度的自动收发模块可以选择RSM(3)485PHT，可提供最高500kbps的通信速度。

图9 RSM(3)485ECHT实现自动收发

图10 RSM485ECHT自动收发通信波形1

图11 RSM485ECHT自动收发通信波形2

图12 RSM485ECHT自动收发通信波形3

图13 RSM485ECHT自动收发，每帧数据第一个字节的起始位会有3.8μs延时

工业 RS-485 RS-422

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史海拾趣

Hanghsing Enterprise Co Ltd公司的发展小趣事

HANA Micron公司在电子行业的五个发展故事

故事一：2.5D封装技术的突破

HANA Micron，作为韩国顶尖的后端工艺和外包半导体组装测试（OSAT）公司，近年来在2.5D封装技术领域取得了显著进展。随着高性能人工智能（AI）芯片需求的急剧增长，该公司致力于开发一种能够水平组装不同类型AI芯片的封装技术，如高带宽内存（HBM）。这一技术对于生产像英伟达H100这样的顶级AI加速器至关重要。公司CEO Lee Dong-cheol表示，他们已将未来寄托在HBM和其他AI芯片的先进2.5D封装技术上，并透露公司已生产出原型，尽管全面商业化尚需时日。HANA Micron的这一努力不仅提升了其技术实力，也为公司在全球芯片封装市场的竞争中占据了有利位置。

故事二：越南市场的扩张

为了进一步扩大业务版图，HANA Micron在越南进行了大规模的投资。自2016年在越南北宁省成立公司进军东南亚市场以来，该公司已累计投资高达7000亿韩元（约合5.25亿美元）。其北江省云中工业园的2号制造工厂于2023年正式落成，标志着公司在越南半导体封装和测试领域迈出了重要一步。这一投资不仅提升了公司的产能，还为公司带来了更多的业务机会和市场份额。HANA Micron计划到2025年将月产量提高到2亿个，并预计越南业务的销售额将很快达到万亿韩元。

故事三：多元化产品线的拓展

除了在传统存储芯片封装领域保持领先地位外，HANA Micron还积极拓展多元化产品线。公司目前正在开发针对可穿戴设备和医疗设备的封装技术，以提高这些设备的灵活性和可靠性。这一项目的第一个成果是去年年底开发的针对医疗贴片的心电图传感器模块，该模块允许传感器的功率低于1mA，延迟低于5ms。这一创新不仅展示了公司在封装技术上的深厚积累，也为其在未来医疗和可穿戴设备市场中的发展奠定了坚实基础。

故事四：与国际巨头的合作与竞争

在电子行业的激烈竞争中，HANA Micron不仅与国内同行如三星、SK海力士等展开合作与竞争，还与国际巨头如台积电、英特尔等保持着紧密的联系。公司CEO Lee Dong-cheol透露，台积电已成功研发出英伟达H100的2.5D封装技术，而三星和SK海力士也在积极跟进。在这种背景下，HANA Micron不断加大研发投入，以确保自己在封装技术上的领先地位。同时，公司还通过与国际巨头的合作与交流，不断提升自身的技术水平和市场竞争力。

故事五：应对市场波动与未来展望

面对全球电子市场的波动和不确定性，HANA Micron展现出了较强的抗风险能力和市场适应能力。公司CEO Lee Dong-cheol表示，尽管过去几年存储市场有所放缓，但随着电子产品制造商和AI设备制造商对先进芯片需求的不断增长，预计2024年的业绩将有所改善。为了实现这一目标，公司将继续加大在研发、生产和市场拓展等方面的投入力度。同时，公司还计划将系统芯片的比例提高到50%以上，以降低市场波动对公司业绩的影响。这一战略调整不仅体现了公司对未来的信心和决心，也为公司的可持续发展奠定了坚实基础。

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