高坤慶 徐定芳 袁業(yè)曉

摘要：MAX485芯片是遠程監(jiān)控系統(tǒng)音頻切換器和音視頻切換器通信的重要模塊，本文介紹了485芯片引腳功能及工作原理，歸納總結485芯片在使用中的常見故障以及維護注意事項。

關鍵詞：MAX485;工作原理;常見故障;分析處理

一、MAX485芯片引腳及工作原理

1.MZX485芯片引腳

MAX485是一個8個引腳的芯片，如圖1所示。

MAX485的引腳定義：

RO（引腳1）：接收信號的輸出引腳。可以把來自A和B引腳的總線信號，輸出給單片機。是COMS電平，可以直接連接到單片機。

RE（引腳2）：接收信號的控制引腳。當這個引腳低電平時，RO引腳有效，MAX485通過RO把來自總線的信號輸出到單片機;當這個引腳高電平時，RO引腳處于高阻狀態(tài)。

DE（引腳3）：輸出信號的控制引腳。當這個引腳低電平時，輸出驅動器無效;當這個引腳高電平時，輸出驅動器有效，來自DI引腳的輸出信號通過A和B引腳被加載到總線上。是COMS電平，可以直接連接到單片機。

DI（引腳4）：輸出驅動器的輸入引腳。是COMS電平，可以直接連接到單片機。當DE是高電平時，這個引腳的信號通過A和B腳被加載給總線。

GND（引腳5）：電源地線。

A（引腳6）：連接到RS485總線的A端。

B（引腳7）：連接到RS485總線的B端。

We（引腳8）：電源線引腳。電源4.25V≤Vcc≤5.75V。

2.MAX485工作原理

MAX485是一個標準的RS485收發(fā)器，只能進行半雙工的通訊，內(nèi)含一個輸出驅動器和一個信號接收器。MAX485芯片的結構和引腳都非常簡單，內(nèi)部含有一個驅動器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可;/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當/RE為邏輯0時，器件處于接收狀態(tài);當DE為邏輯1時，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩個引腳即可;A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端，當A引腳的電平高于B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1;當A的電平低于B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。

在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，音頻切換器和音視頻切換器485接口（DB9）通過網(wǎng)線串接在一起后連接到廣播調諧器COM口，連接示意圖如圖2所示。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)中音視頻切換器485通信采用雙絞線進行連接，利用網(wǎng)線的1橙白、2橙、5藍白接DB9接頭的1、2、5腳;廣播調諧器COM口端按照568B標準壓制水晶頭;切換器通信地址00-FF，不同切換器通信地址不能一樣。在使用MAX485時，總線最多可以同時連接32個MAX485芯片。

二、MAX485芯片常見故障和處理

1.雷擊或電源波動芯片損壞

RS-485接口帶電拔插和抖動都會引起電壓的劇烈變化，都會使芯片損壞。而RS485收發(fā)器工作電壓較低（5V左右），其本身耐壓也非常低（-7V～+12V），一旦過壓引入，就會擊穿損壞。在有強烈的浪涌能量出現(xiàn)時，甚至可以看到收發(fā)器爆裂，線路板焦糊的現(xiàn)象

（1）做好信號源系統(tǒng)防雷和防浪涌措施，電源進入信號柜之前加入避雷器和電源濾波器，避免雷擊或電源波動造成MAX485芯片損壞。

（2）設備采購時建議供貨商選用抗靜電或抗雷擊的芯片可有效避免此類損失，常見的芯片有MAX485E、MAX487E、MAX1487E等。特別值得一提的是SN75LBC184，它不但能抗雷電的沖擊而且能承受高達8kV的靜電放電沖擊。

（3）設備維護時應盡量避免帶電拔插RS-485接口，更換芯片時要做好防靜電措施。

2.故障保護

RS-485接口采用的是一種差分傳輸方式，各節(jié)點之間的通信都是通過一對（半雙工）或兩對（全雙工）雙絞線作為傳輸介質。根據(jù)RS-485的標準規(guī)定，接收器的接收靈敏度為士200mV，即接收端的差分電壓≧+200mV時，接收器輸出為高電平;≦-200mV時，接收器輸出為低電平;介于±200mV之間時，接收器輸出為不確定狀態(tài)。在總線空閑即傳輸線上所有節(jié)點都為接收狀態(tài)以及在傳輸線開路或短路故障時，若不采取特殊措施，則接收器可能輸出高電平也可能輸出低電平。一旦某個節(jié)點的接收器產(chǎn)生低電平就會使串行接收器（DART）找不到起始位，從而引起通信異常，解決此類問題的方法有兩種：

（1）使用帶故障保護的芯片，它會在總線開路、短路和空閑情況下，使接收器的輸出為高電平。確?？偩€空閑、短路時接收器輸出高電平是由改變接收器輸入門限來實現(xiàn)的。例如，MAX3080～MAX3089輸入靈敏度為-50mV/-200mV，即差分接收器輸入電壓UA-B≥-50mV時，接收器輸出邏輯高電平;如果UA-B<-200mV，則輸出邏輯低電平。當接收器輸入端總線短路或總線上所有發(fā)送器被禁止時，接收器差分輸入端為0V，從而使接收器輸出高電平。同理，SN75276的靈敏度為0mV/-300mV，因而達到故障保護的目的。

（2）若使用不帶故障保護的芯片，可在軟件上作一些處理，從而避免通信異常。即在進入正常的數(shù)據(jù)通信之前，由主機預先將總線驅動為大于+200mV，并保持一段時間，使所有節(jié)點的接收器產(chǎn)生高電平輸出。這樣，在發(fā)出有效數(shù)據(jù)時，所有接收器能夠正確地接收到起始位，進而接收到完整的數(shù)據(jù)。

3.采用485集線器進行通信

目前遠程監(jiān)控系統(tǒng)切換器485直接串接后連接到廣播調諧器，容易造成某個設備485芯片損壞引起全部設備通信故障，為了有效隔離故障，可以采購485集線器，將各個切換器分別接到集線器后再接到廣播調諧器COM口。利用485集線器各端口保護隔離功能、實現(xiàn)設備間隔離互不影響，還可以有效抑制閃電和（靜電放電）ESD，防止雷擊和共地干擾。

4.利用數(shù)字萬用表粗略判斷芯片是否損壞

MAX485內(nèi)部基本由三態(tài)門構成，利用數(shù)字萬用表電阻檔可以粗測MAX485的好壞，具體方法如下：

（1）用萬用表紅表筆接5腳，黑表筆分別接其他引腳，測量集成塊各引腳的反向電阻;

（2）用萬用表黑表筆接5腳，紅表筆分別接其他引腳，測量集成塊各引腳的正向電阻。

（3）收集正常芯片的正向電阻和反向電阻阻值并記錄，以便做判斷時進行對比。正向反向電阻為0或者開路基本可以判斷MAX485芯片損壞。