在工業(yè)通信領(lǐng)域，RS-485 總線因其良好的抗干擾性、長傳輸距離和多節(jié)點通信能力而被廣泛應(yīng)用。MAX3485 作為一款 3.3V 供電的半雙工 RS-485/RS-422 收發(fā)器芯片，在構(gòu)建 485 通信外設(shè)時具有重要價值。本文將詳細(xì)介紹 MAX3485 芯片的核心特性、硬件設(shè)計要點、軟件功能實現(xiàn)以及在MCU芯片AS32S601-485通信外設(shè)中應(yīng)用注意事項，旨在為相關(guān)工程技術(shù)人員提供專業(yè)的技術(shù)參考。

一、核心特性

1. 供電范圍 ：MAX3485 芯片支持 3.0V 至 3.6V 的單電源工作模式，這一特性使其能夠與 3.3V 系統(tǒng)設(shè)計無縫兼容，確保了在不同系統(tǒng)架構(gòu)中的穩(wěn)定供電。
2. 通信速率 ：具備最高達(dá) 12Mbps 的傳輸速率，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，適用于對通信速度要求較高的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。
3. 節(jié)點容量 ：支持最多 256 個節(jié)點并聯(lián)在同一總線上，為構(gòu)建大規(guī)模的分布式監(jiān)測與控制系統(tǒng)提供了硬件基礎(chǔ)，可實現(xiàn)多個設(shè)備之間的協(xié)同通信與數(shù)據(jù)共享。

二、硬件設(shè)計要點

1. 引腳功能 ：
   1. RO 引腳（1 號引腳）通常與微控制器（MCU）UART 控制器的 RX 相連接，用于接收對端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
   2. RE 引腳（2 號引腳）對 RO 起控制作用。當(dāng) RE 為低電平時，RO 可接收數(shù)據(jù)；當(dāng) RE 為高電平時，RO 不接收數(shù)據(jù)。
   3. DE 引腳（3 號引腳）對 DI 起控制作用。DE 為高電平時，DI 可輸出數(shù)據(jù)；DE 為低電平時，DI 不輸出數(shù)據(jù)。
   4. DI 引腳（4 號引腳）通常與 MCU UART 控制器的 TX 相連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到對端。
   5. GND 引腳（5 號引腳）在串口通信中起到關(guān)鍵作用，必須保證所有設(shè)備共地，以確保信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
   6. A 引腳（6 號引腳）與對端的 A 線相連接，輸出為正電壓。
   7. B 引腳（7 號引腳）與對端的 B 線相連接，輸出為負(fù)電壓，與 A 線共同構(gòu)成差分信號。
   8. VCC 引腳（8 號引腳）為 MAX3485 芯片提供工作電源。

2.電氣特性：

MAX3485為半雙工通信，即本端要發(fā)送數(shù)據(jù)時，應(yīng)保證所有對端都不發(fā)送數(shù)據(jù)。本地處于接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)，不應(yīng)該進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

MAX3485的總線電平由A線電平 - B線B電平得出，A - B > 2V,總線為高電平，A - B < -2V，總線為低電平；屬于差分信號。

A/B線的信號由芯片對DI上的電平做轉(zhuǎn)換得到，RO的電平由芯片對A/B線的信號轉(zhuǎn)換得到。

3.終端電阻與布線要求：

在總線首尾節(jié)點需接入匹配電阻，典型值為 100Ω，以減少信號反射和駐波效應(yīng)，確保通信質(zhì)量。

在非惡劣環(huán)境下，可省略偏置電阻（R1/R2/R3）。但在復(fù)雜電磁環(huán)境下，適當(dāng)?shù)钠秒娮栌兄诜€(wěn)定總線電平。

采用 “手拉手” 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接多個節(jié)點，避免使用星型結(jié)構(gòu)，以減少信號傳輸?shù)难舆t和失真，保證通信的可靠性。

三、軟件功能實現(xiàn)

（一）GPIO 初始化

通過配置 GPIO 引腳的功能，使其能夠與 USART5 進(jìn)行通信。以下是 GPIO 初始化代碼示例：

void MAX3485_GPIO_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  

GPIOG_CLK_ENABLE();  

    */* Set GPIO multiplex mapping */*

    GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_USART5);       */* USART5_TX */*

    GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_USART5);       */* USART5_RX */*

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStructure.GPIO_OType     = GPIO_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_OStrength = GPIO_OStrength_18mA;

    GPIO_Init (GPIOG, &GPIO_InitStructure);

}   

}

（二）USART 初始化

對 USART5 進(jìn)行初始化設(shè)置，包括波特率、字長、停止位、校驗位等參數(shù)的配置。以下是 USART 初始化代碼示例：

void User_Print_Init(uint32_t BaudRate)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

PLIC_InitTypeDef PLIC_InitStructure;

    USART5_CLK_ENABLE();

    */* GPIO Configure */*

    RE_DE_Init();        

    USART_DeInit(USART5);

    USART_StructInit(&USART_InitStructure);

*/* Initializes the USART5 */*

    USART_InitStructure.USART_BaudRate     = BaudRate;

    USART_InitStructure.USART_WordLength   = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits     = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity       = USART_Parity_No;

    USART_InitStructure.USART_Mode         = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_InitStructure.USART_OverSampling = USART_OverSampling_16;

    USART_Init(USART5, &USART_InitStructure);

    USART_Cmd(USART5, ENABLE);

（三）軟件收發(fā)邏輯

半雙工控制 ：在發(fā)送數(shù)據(jù)時，需將 DE 引腳置為 1，同時將 RE 引腳置為 1，以關(guān)閉接收功能；接收數(shù)據(jù)時，將 DE 引腳置為 0，RE 引腳置為 0。以下是發(fā)送數(shù)據(jù)的代碼示例：

void MAX3485_Send(void)

{

   GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);

   USART_SendData(USART5,0xBA);

   delay_ms(1);

   GPIO_ClearBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);

}

空閑狀態(tài) ：保持接收模式，即 DE 引腳與 RE 引腳都為低電平，使 RO 使能，DI 不使能，以便監(jiān)聽總線上的數(shù)據(jù)。

四、應(yīng)用注意事項

1. 協(xié)議設(shè)計 ：在使用 MAX3485 構(gòu)建的半雙工總線通信系統(tǒng)中，應(yīng)用協(xié)議必須確保同一時間只有一個設(shè)備處于發(fā)送狀態(tài)，其他設(shè)備處于接收狀態(tài)。雖然總線上存在多個設(shè)備，但協(xié)議應(yīng)實現(xiàn)點對點通信，對于不屬于自己的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行過濾。
2. DE/RE 控制時機(jī) ：DE 和 RE 引腳的控制對收發(fā)影響顯著，需要通過多次實驗確定控制這兩個引腳的精確時機(jī)，以避免通信沖突和數(shù)據(jù)丟失。
3. 數(shù)據(jù)接收問題 ：在 DI 使能時，若讓 RO 也使能，可能會導(dǎo)致 MCU 的 TX 發(fā)送的數(shù)據(jù)被 RX 接收到，進(jìn)而引起數(shù)據(jù)異常。
4. 共地通信 ：所有連接在一起的設(shè)備必須共地通信，以確保信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
5. 共模電阻配置 ：共模電阻應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。有時在本端加入共模電阻可能會導(dǎo)致在接收數(shù)據(jù)時，首先接收到一個 0 字符的情況，需要針對具體應(yīng)用場景進(jìn)行優(yōu)化。
6. 發(fā)送時序控制 ：芯片一般處于接收模式，即 DE 與 RE 都為低電平時，RO 使能，DI 不使能。在發(fā)送數(shù)據(jù)前，MCU 通過拉高與 DE/RE 相連接的引腳電平，使 MAX3485 處于發(fā)送模式，然后通過 UART 控制器發(fā)送比特位數(shù)據(jù)。MCU上一次數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，需要等待20個bits的時間后再將DE/RE相直連的引腳拉低，因為MCU上最后一個字節(jié)發(fā)送后，其實只是寫入到了UART寄存器中，此時MAX3485至少還需要有一個字節(jié)的時間處于發(fā)送狀態(tài)，即DI應(yīng)該還處于使能狀態(tài)。