一引言

熱插拔 (Hot Swap) 即帶電插拔，是指在不關閉系統電源的情況下，將模塊、板卡插入或拔出系統而不影響系統的正常工作，從而提高了系統的可靠性、快速維修性、冗余性和對災難的及時恢復能力等。

RS-485收發器在工業控制、通訊、儀器儀表、安防監控、智能家居、燈光控制等諸多領域得到了廣泛應用，同時系統對于RS-485收發器的可靠性提出了較高的要求，不僅僅局限于完美的實驗室環境，在各種嚴苛的工業環境中也要有優異的表現，具有熱插拔功能的RS-485收發器成為應用的首選。

二熱插拔過程中總線的擾動

RS-485收發器在總線上傳輸差分信號，當通訊模塊插入到正在工作或帶電背板時，存在上電時序以及動態插入過程。如果數據存在擾動，可能會導致總線或者接收端數據錯誤，影響系統的可靠性。

圖1 系統熱插拔示意圖

圖1為工控系統中RS-485通訊模塊熱插拔的示意圖。當通訊模塊動態接入背板時，通訊模塊的主控制芯片進入上電初始化時序，此時主控的I/O處于高阻態。RS-485的驅動器的使能端DE和接收器的使能端/RE是由主控芯片的I/O控制的，主控芯片的I/O在高阻態的漏電以及系統寄生參數的影響，都可能將驅動器和接收器的控制端置于異常的邏輯電平，從而將驅動器或接收器錯誤地開啟，造成總線和接收端數據的擾動，影響系統的正常通訊。

三具有熱插拔功能的RS-485收發器

具有熱插拔功能的RS-485收發器，可以有效地避免上述的潛在問題。圖2是上海貝嶺高速RS-485收發器BL1590的功能框圖，和通用的RS-485收發器相比，增加了熱插拔電路模塊，另外內置的過流保護和溫度保護模塊也更適用于嚴苛的應用場景。

圖2 具有熱插拔功能的RS-485收發器

熱插拔電路通過對DE和/RE使能端的優化設計來實現。表1為RS-485收發器的真值表。從表中可以看到，將DE端置低，/RE端置高，可以將收發器的輸出端置于高阻狀態。

驅動器真值表

接收器真值表

表1 RS-485收發器真值表

在收發器的上電過程中，芯片內部的定時器開啟，使能端DE和/RE通過芯片內部的上下拉，將收發器置于關斷狀態，總線和RO的輸出均為高阻。當定時器計時結束后，保持關斷狀態，直至外加控制信號能夠提供足夠的驅動能力來控制使能信號，收發器的控制端恢復為高阻抗輸入。同樣，收發器掉電時，控制端的熱插拔電路進行復位，保證了收發器掉電時的總線和RO輸出的高阻狀態。

圖3和圖4分別為通用RS-485收發器和具有熱插拔功能RS-485收發器，在熱插拔過程中的對比波形。從對比結果可以看到，具有熱插拔設計的收發器在芯片上電過程中，控制端信號沒有建立的情況下，無論在A/B總線還是RO的輸出端，都沒有出現波形的擾動。

圖3 通用收發器熱插拔過程中輸出端的擾動

圖4 具有熱插拔功能收發器的輸出波形

上海貝嶺BL1590是一款寬電源供電的高速RS-485收發器，出色的驅動能力和完善的保護功能，為RS-485應用提供強大可靠的接口。

BL1590

具備如下優勢

傳輸速率可達16Mbps，滿足高速通訊的需求。

3V～5.5V寬電源電壓，適用于不同電源電壓的系統。

支持熱插拔功能，內置過流和過溫度保護電路。

工作溫度范圍-40～125℃，可以承受更高的環境溫度。

驅動能力強，系統中外接熱敏電阻和匹配電阻時，A/B端口仍有出色的驅動能力。

原文標題：具有熱插拔功能的RS-485收發器

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審核編輯：湯梓紅