ST485BDR SO-8 芯片详解：RS-485/RS-422 差分通信解决方案

ST485BDR是一款由意法半导体 (STMicroelectronics) 推出的RS-485/RS-422 差分收发器芯片，采用SO-8 封装，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、数据采集等领域。该芯片具备低功耗、高性能、高可靠性等优点，为长距离差分通信提供高效可靠的解决方案。

# 1. ST485BDR 主要特性

* 双向数据传输: 支持 RS-485/RS-422 半双工模式，可以同时进行发送和接收数据。

* 低功耗: 静态电流低至 100μA，有效降低系统功耗。

* 高性能: 支持最高 10 Mbps 数据传输速率，满足高速通信需求。

* 高抗干扰性: 采用差分信号传输，有效抵御噪声干扰，提高数据传输可靠性。

* 多种工作模式: 可选择三种工作模式：禁用模式、发送模式和接收模式。

* 内置保护功能: 芯片内部集成了 ESD 保护电路和过压保护电路，增强抗静电能力和电路可靠性。

* 低成本: 采用 SO-8 封装，降低成本，方便使用。

# 2. ST485BDR 内部结构

ST485BDR 芯片内部包含两个主要的组成部分：发送器和接收器。

发送器:

* 将单端逻辑信号转换为差分信号，并将信号发送至 RS-485/RS-422 总线。

* 拥有输出使能功能，可以通过控制引脚 DE 启用或禁用发送器。

* 输出阻抗可调，以适应不同的传输距离和线缆类型。

接收器:

* 从 RS-485/RS-422 总线接收差分信号，并将其转换为单端逻辑信号。

* 拥有接收使能功能，可以通过控制引脚 RE 启用或禁用接收器。

* 接收器具有高噪声抑制能力，能够有效地过滤掉总线上的噪声干扰。

# 3. ST485BDR 工作原理

发送数据：

* 当 DE 引脚处于高电平状态时，发送器被激活，将数据从 TX+ 和 TX- 引脚发送到 RS-485/RS-422 总线。

* 发送器将数据转换为差分信号，即 TX+ 和 TX- 之间具有反向相位。

* 发送器输出阻抗可根据应用需求进行调整，以匹配不同的传输线阻抗。

接收数据：

* 当 RE 引脚处于高电平状态时，接收器被激活，从 RS-485/RS-422 总线接收数据。

* 接收器检测总线上的差分信号，并将其转换为单端逻辑信号。

* 接收器具有高噪声抑制能力，能够有效地过滤掉总线上的噪声干扰。

工作模式选择：

* ST485BDR 可以通过控制引脚 DE 和 RE 选择不同的工作模式：

* 禁用模式： DE 和 RE 都为低电平，发送器和接收器都处于禁用状态。

* 发送模式：DE 为高电平，RE 为低电平，发送器被激活，接收器被禁用。

* 接收模式：DE 为低电平，RE 为高电平，发送器被禁用，接收器被激活。

# 4. ST485BDR 应用

ST485BDR 广泛应用于各种差分通信系统中，例如：

* 工业自动化: 控制器与传感器之间的通信，PLC 控制系统，自动化生产线等。

* 仪器仪表: 数据采集系统，温度、压力、流量等参数的测量与控制。

* 数据采集: 数据采集终端与主机之间的通信，无线数据传输等。

* 网络通信: 长距离网络连接，设备之间的通信等。

# 5. ST485BDR 使用注意事项

* RS-485/RS-422 总线连接: 使用屏蔽双绞线连接 ST485BDR 芯片与其他设备，并确保线缆的阻抗匹配。

* 供电电压: ST485BDR 的工作电压范围为 4.5V 至 5.5V，注意供电电压稳定性。

* 终端电阻: 在总线末端需要接入终端电阻，防止信号反射，提高传输可靠性。

* 最大传输距离: ST485BDR 的最大传输距离取决于线缆类型、传输速率和噪声干扰等因素，一般情况下可达 1200 米。

* ESD 保护: ST485BDR 芯片内部集成了 ESD 保护电路，但建议在实际应用中进一步增强 ESD 保护措施。

* 过压保护: ST485BDR 芯片内部集成了过压保护电路，但应避免总线电压超过芯片工作电压范围。

# 6. ST485BDR 与其他 RS-485/RS-422 芯片的比较

ST485BDR 与其他 RS-485/RS-422 芯片相比，具有以下优势：

* 低功耗: 与其他同类芯片相比，ST485BDR 的静态电流更低，有效降低系统功耗。

* 高性能: ST485BDR 支持更高的数据传输速率，满足高速通信需求。

* 高可靠性: ST485BDR 采用先进的工艺制造，内部集成了 ESD 和过压保护电路，提高了芯片可靠性。

* 低成本: ST485BDR 采用 SO-8 封装，降低了芯片成本，方便使用。

# 7. 结论

ST485BDR是一款功能强大、性能稳定、应用广泛的 RS-485/RS-422 差分收发器芯片。其低功耗、高性能、高可靠性等特点使其成为工业自动化、仪器仪表等领域长距离差分通信的理想选择。在使用 ST485BDR 时，需要注意总线连接、供电电压、终端电阻等细节，以确保通信系统的正常工作。