Перейти к содержанию

SN75176 и SN65HVD3082E — трансиверы RS-485

SN75176 — трансивер RS-485, разводку которого TI называет отраслевым стандартом для 8-выводных микросхем этого интерфейса. SN65HVD3082E от того же TI повторяет его выводы, но потребляет в сотню раз меньше, допускает 256 узлов на шине и сам держит определённый уровень на выходе при оборванной линии. Разбираем по даташитам TI.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

SN75176B — полудуплексный трансивер RS-485 и RS-422, даташит на который TI ведёт с 1985 года: в одном корпусе драйвер, превращающий логический сигнал в дифференциальный, и приёмник, выполняющий обратное. SN65HVD3082E — современная микросхема TI в той же разводке: по даташиту она рассчитана на работу от батарей, в сети счётчиков энергии и в промышленной автоматике. Обе питаются от 5 В.

Распиновка

SN75176B и SN65HVD3082E, вид сверху: 1 R, 2 RE, 3 DE, 4 D, 5 GND, 6 A, 7 B, 8 VCCSN751761R2RE3DE4D5GND6A7B8VCCвид сверху
SN75176B и SN65HVD3082E в корпусе SOIC-8 и DIP-8, вид сверху
ВыводНазначение
R (1)выход приёмника — к RX микроконтроллера
RE (2)разрешение приёмника, активное низким
DE (3)разрешение драйвера, активное высоким
D (4)вход драйвера — к TX микроконтроллера
A (6), B (7)линия шины: выход драйвера и вход приёмника одновременно

Как работает

По таблицам работы TI: при DE = 1 драйвер выдаёт на A уровень входа D, на B — инверсный; при DE = 0 выходы A и B отключены. Приёмник при RE = 0 выдаёт единицу, если A выше B на 0,2 В и больше, и ноль, если ниже на 0,2 В; при RE = 1 его выход R отключён.

Вход DE активен высоким, а RE — низким, поэтому их соединяют и управляют одним выводом микроконтроллера: единица — передача, ноль — приём. TI называет это прямо. Пока драйвер отключён, приёмник слушает шину, и передать можно, только переключив направление.

Параметры

ПараметрSN75176BSN65HVD3082E
Питание4,75–5,25 В4,5–5,5 В
Ток потребления без нагрузки42 мА типично, до 70 мА425 мкА типично, до 900 мкА
В режиме снанет1 нА типично, до 2 мкА
Скоростьдо 10 Мбит/сдо 200 кбит/с (HVD3085E — 1 Мбит/с, HVD3088E — 20 Мбит/с)
Фронт драйвера20 нс типично500–1500 нс
Выход драйвера на 54 Омне меньше 1,5 В, 2,5 В типичноне меньше 1,5 В, 2,3 В типично
Нагрузка на шину1 единичная, до 32 узлов1/8 единичной, до 256 узлов
Пороги приёмника±0,2 Вот −10 до −200 мВ
Поведение при обрыве линиивыход не определёнединица на выходе
Защита выводов шины от статикив даташите не нормирована±15 кВ HBM
Тепловая защитаоколо 150 °C165 °C
Температура0…70 °C (SN65176B −40…105 °C)−40…85 °C (в корпусе SOIC до 105 °C)

Напряжение на выводах шины у обеих микросхем допустимо от −7 до +12 В — это синфазный диапазон стандарта RS-485, позволяющий узлам с разным потенциалом земли общаться друг с другом.

Failsafe: определённый уровень при молчании шины

RS-485 требует от приёмника различать сигналы с разностью ±200 мВ. Когда все драйверы выключены, на терминированной линии разность падает почти до нуля, а у SN75176B в диапазоне от −0,2 до +0,2 В выход приёмника по таблице работы не определён. UART микроконтроллера ловит из шума ложные старт-биты. TI для SN75176B советует внешнее смещение — резисторы, создающие +200 мВ между A и B. Как их рассчитать, разобрано в статье о RS-485.

У SN65HVD3082E верхний порог приёмника — не выше −10 мВ, поэтому ноль на входе уже воспринимается как единица. По TI выход держит единицу при обрыве, замыкании линии и простое шины без внешних резисторов.

Нагрузка шины и число узлов

Стандарт требует, чтобы драйвер тянул 32 единичные нагрузки; одна единичная — это примерно 12 кОм. Вход SN75176B — не меньше 12 кОм, отсюда предел TI в 32 трансивера. SN65HVD3082E нагружает шину в восемь раз меньше, и на ней помещается до 256 узлов.

Основной ток драйвера уходит не в приёмники, а в терминаторы: при двух резисторах по 120 Ом на концах линии нагрузка — 60 Ом, и для минимальных по стандарту 1,5 В нужно 25 мА — пример из даташита TI.

Режим сна

SN65HVD3082E переходит в сон, когда драйвер и приёмник выключены одновременно: DE = 0 и RE = 1. Ток падает до 1 нА типично. Чтобы микросхема не засыпала при переключении направления, TI ввела задержку: при таком состоянии короче 60 нс сна нет, а дольше 300 нс он гарантирован. Если DE и RE соединены, этого состояния не бывает — для сна их подключают к разным выводам микроконтроллера.

Фронты и отводы

Медленные фронты HVD3082E — не недостаток, а защита от отражений. Отвод от магистрали до трансивера TI предлагает ограничивать формулой

Lотв≤0,1⋅tr⋅v⋅c,L_\text{отв} \le 0{,}1 \cdot t_r \cdot v \cdot c,

где tr — время нарастания фронта драйвера, c — скорость света, v — доля скорости света в кабеле. Для HVD3082E с фронтом от 500 нс получается до 15 · v метров, а для SN75176B с фронтом около 20 нс — около 0,6 · v метра. Поэтому для 9600–115200 бит/с на длинных линиях с отводами лучше медленный трансивер. Другие интерфейсные микросхемы — в разделе «Интерфейсные микросхемы», протокол поверх RS-485 — в статье Modbus RTU.

Частые вопросы

Какая распиновка у SN75176?

По даташиту TI в корпусах SOIC-8 и DIP-8: 1 — R (выход приёмника), 2 — RE (разрешение приёмника, активное низким), 3 — DE (разрешение драйвера, активное высоким), 4 — D (вход драйвера), 5 — GND, 6 — A, 7 — B, 8 — VCC 5 В. Такую же разводку повторяет SN65HVD3082E — TI прямо называет её отраслевым стандартом разводки SN75176.

Сколько устройств можно подключить к одной шине RS-485?

Зависит от нагрузки, которую создаёт каждый приёмник. Стандарт требует, чтобы драйвер тянул 32 единичные нагрузки. SN75176B — одна единичная нагрузка, вход не меньше 12 кОм, поэтому TI указывает до 32 трансиверов. SN65HVD3082E — 1/8 единичной нагрузки, и на шине их может быть до 256.

Почему приёмник RS-485 выдаёт мусор, когда никто не передаёт?

Когда все драйверы выключены, разность на линии около нуля, а у SN75176B при напряжении от −0,2 до +0,2 В и при обрыве линии выход по даташиту не определён. TI советует добавить внешнее смещение, создающее +200 мВ между A и B. У SN65HVD3082E пороги сдвинуты так, что при обрыве, замыкании и простое шины выход сам держит единицу.

Можно ли подключить SN65HVD3082E к микроконтроллеру на 3,3 В?

Трансивер питается от 4,5–5,5 В, а входы D, DE и RE воспринимают единицу от 2 В, так что выходы микроконтроллера на 3,3 В ими управляют. Выход приёмника R при питании 5 В выдаёт не меньше 4 В — его подают на вход, допускающий 5 В, или через делитель. Для питания 3,3 В нужен трансивер, рассчитанный на это напряжение.

Источники

  1. Texas Instruments. SNx5176B Differential Bus Transceivers (SLLS101I, revised August 2025) — разд. 1 и 3 — TIA/EIA-422-B и TIA/EIA-485-A, драйвер до ±60 мА, входное сопротивление приёмника не меньше 12 кОм, чувствительность ±200 мВ, гистерезис 50 мВ, тепловая защита около 150 °C; табл. 4-1 — выводы; разд. 5.1 и 5.2 — питание 4,75–5,25 В, шина от −7 до 12 В, SN75176B 0…70 °C, SN65176B −40…105 °C; разд. 5.4 и 5.5 — выход драйвера 1,5 В минимум и 2,5 В типично на 54 Ом, ток потребления 42 мА типично и до 70 мА, с отключёнными выходами 26 и до 35 мА; разд. 5.6 — фронт драйвера 20 нс типично; табл. 6-1 и 6-2 — таблицы работы, при обрыве линии выход приёмника не определён; разд. 6.4.1 — DE и RE можно соединить; разд. 7.2 — до 32 трансиверов, терминаторы на обоих концах, до 10 Мбит/с, внешнее смещение на +200 мВ
  2. Texas Instruments. SNx5HVD308xE Low-Power RS-485 Transceivers (SLLS562O, revised July 2023) — разд. 1 и 3 — разводка SN75176, 1/8 единичной нагрузки и до 256 узлов, защита выводов шины ±15 кВ HBM, failsafe при обрыве, замыкании и простое шины, 200 кбит/с у HVD3082E, 1 Мбит/с у HVD3085E, 20 Мбит/с у HVD3088E; разд. 6.3 — питание 4,5–5,5 В, SN65HVD3082E −40…85 °C (в корпусе D до 105 °C), SN75HVD3082E 0…70 °C; разд. 6.6–6.8 — выход драйвера 1,5 В минимум на 54 Ом, пороги приёмника от −10 до −200 мВ, гистерезис 30 мВ, высокий уровень выхода R не ниже 4 В при 8 мА, ток потребления 425 мкА типично и до 900 мкА, в режиме сна 1 нА типично и до 2 мкА; разд. 6.9 — фронт драйвера HVD3082E 500–1500 нс; разд. 8.3 — тепловая защита при 165 °C; разд. 9.2.1.2 — длина отвода Lstub ≤ 0,1 · tr · v · c; разд. 9.2.2.2 — режим сна при DE = 0 и RE = 1 дольше 300 нс

Нашли ошибку?

Смотрите также