在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，通常使用串行通讯方式进行数据交换。最初的 RS232 接口，由于外界应用环境等因素，经常因电气干扰而导致信号传输错误。除此之外，RS232 接口只能实现点对点的通信方式，不具备联网功能，而且其最大传输距离仅有 15 米，不能满足远距离通讯要求。RS485 则解决了这些问题，数据信号采用差分传输方式，最大传输距离约为 1219 米，允许多个发送器连接到同一条总线上。考虑到节能、低功耗等原因，系统电压由传统的 5V 转为 3.3V，因此 3.3V 供电的 RS485 接口应运而生。

RS-485 标准概述

RS-485 数据信号采用差分传输方式，收、发端通过平衡双绞线将 A-A 与 B-B 对应相连。当线路 A 高于线路 B 电平（VA-VB》 +200mV）时，接收端输出为逻辑高电平（RO=1）；当线路 A 低于线路 B 电平（VA-VB-200mV）时，接收端输出为逻辑低电平 （RO=0）。当驱动器的输入端逻辑电平为高（DI=1）时，线路 A 电平高于线路 B 电平；当驱动器的输入端逻辑电平为低（DI=0）时，线路 A 电平低于线路 B 电平。见图 1。

RS-485 接口采用差分方式传输信号，一般收发器能够承受的共模电压范围为-7V 至+12V，一旦共模电压超出此范围，将会影响通信的可靠性，甚至损坏接口。由于每个系统都会有独立的地回路，在远距离通信条件下，系统间的地电位差 VGPD 将会很大。发送器的输出共模电压为 VOC，那么接收器输入端的共模电压 VCM=VOC+VGPD，RS-485 标准规定 VOC 小于等于 3V，但 VGPD 的幅度可达十几伏甚至数十伏，并可能伴有强干扰信号，导致接收器的共模输入 VCM 超出正常范围，并在信号线上产生干扰电流。解决此类问题的方法是：

a、通过带隔离的 DC-DC 将系统电源和 RS-485 收发器的电源隔离，如图 2 所示；

图 2：低压 3.3V 隔离电源方案图

b、通过光耦将信号隔离，减小共模电压的影响。

采用该方法时，总线收发器的信号线和电源线与本地信号的电源是相互隔离的。

光耦隔离电路

光耦往往是限制通信数据波特率的主要因素，对于低速传输，可采用 PS250、TIL117 等。在高速电路设计中，可以考虑采用 6N137、6N136 等高速光耦，优化电路参数设计。光耦隔离示意图如图 3 所示。图 3 中，电阻 R3、R4 如果选取得较大，将会使光耦的发光管由截止进入饱和状态的速度变慢；如果选取得过小，退出饱和将会变慢。不同型号的光耦及驱动电路，使得这两个电阻的数值略有差异，阻值的选取通常由实验来确定。

图 3：光耦隔离示意图