具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种RS485总线接口电路，包括RS485收发器I1、RS485收发器II2、MCU3、门电路、充放电电路I4、充放电电路II5，其中，RS485收发器I1的接收端与RS485收发器II2的发送端连接，RS485收发器II2的接收端与RS485收发器I1的发送端连。MCU3与RS485收发器I1、RS485收发器II2的接收端和发送端均相连。本电路采用两个RS485收发器背靠背连接，信号从任意一端进入，经过内部硬件电路后，直接从另一端发送出去，对信号进行重新放大和调整，有效延长总线长度和减少信号衰减。采用充放电电路I4和充放电电路II5形成有效的RTS信号，当一端检测到数据起始位时，开始充电，当数据传输结束时,RC放电电路能维持一段时间的高电平信号，RTS信号在数据传输期间始终保持有效，保证了总线的驱动能力。其中充放电电路I4由电容C1和电阻R1组成，充放电电路II5由电容C2和电阻R2组成，电路的放电周期可以覆盖一个完整字节的时间长度。

门电路包括与非门I11、与非门II12、或非门I13、或非门II14、反相器I15、反相器II16，与非门I11的一个输入端与MCU3连接，另一个输入端与充放电电路I4连接，其输出端与或非门II14的输入端及反相器I15的输入端连接，或非门II14的另一个输入端与反相器II16的输出端连接，或非门I13的输出端与RS485收发器I1的Rts接线端连接，反相器I15的输出端与或非门I13的一个输入端连接，或非门II14的输出端与RS485收发器II2的Rts接线端连接，与非门II12的一个输入端与MCU3连接，另一个输入端与充放电电路II5连接，其输出端分别与或非门I13的另一个输入端及反相器II16的输入端连接。三极管I6的基极与RS485收发器I1的接收端连接，其集电极分别与充放电电路I4、与非门I11的一个输入端连接。三极管II7的基极与RS485收发器II2的接收端连接，集电极分别与充放电电路II5、与非门II12的一个输入端连接。采用门电路构成互锁电路，当总线出现冲突时，能有效截断冲突，当两个方向上同时有数据到来时，表示总线上存在冲突，三极管I6、三极管II7同时导通，与非门I11、非门I12输出低信号，或非门I13、非门I14输出低信号，总线收发器RS485收发器I1、RS485收发器II2处于接收状态，总线上的冲突在此节点处被截断，避免冲突扩散到下一个节点。

在RS485收发器I1的发送端与RS485收发器II2的接收端之间，以及RS485收发器I1的接收端与RS485收发器II2的发送端之间设置切换开关I8；在或非门I13与RS485收发器I1的Rts接线端之间设置切换开关II9。在或非门II14的输出端与RS485收发器II2的Rts接线端之间设置切换开关III10。切换开关I8、切换开关II9、切换开关III10在RS485收发器I1和RS485收发器II2需要输出信号到总线上时断开，其它时间维持闭合状态,上述三个开关的通断是由MCU3控制的。

本电路还包括继电器I17和继电器II18，继电器I17位于总线的进口处，继电器II18位于总线的出口处，继电器17与继电器I18I的常闭触点直接相连。当RS485节点电源丢失时把RS485总线节点的进口和出口连接起来，可以保证整个总线的正常通讯，当通讯节点检测到自身故障时，也可以通过继电器I17和继电器II18直接隔离本节点。

由RS485收发器I1、RS485收发器II2组成的信号放大电路的工作过程如下：MCU3到与非门I11、与非门II12的引脚平时为高电平，切换开关I8平时处于关闭状态，总线进口方向有数据进入，三极管I6检测到起始位后导通，开始给C1充电，与非门I11输出低信号。总线出口方向没有数据进入，三极管II7处于截止状态，与非门II12输出高信号，或非门I13输出低信号，总线进口方向RS485收发器I1的RTS信号为低，收发器处于接收状态。或非门II14输出高信号，总线出口方向RS485收发器II2的RTS信号为高，收发器处于发送状态。总线进口的数据经过RS485收发器I1的Rx连接到RS485收发器II2的Tx，从RS485收发器II2发送到总线的出口方向。进口方向的数据传递结束后，RS485收发器I的Rx信号维持高电平，三极管I6截止，电容C1上的电荷经过R1释放，一段时间后，C1上的电荷释放完毕，与非门I11输出高电平，RS485收发器II2的RTS信号拉低，RS485收发器II2重新进入接收状态。以上步骤完成信号从总线进口方向向出口方向的传递，中间不产生总线延时，信号经过RS485收发器I接收、经过RS485收发器II2重新发送，衰减的信号得到放大，其信号质量得到改善。

当总线出口方向检测到数据时，三极管II7检测到起始位后导通，开始给C2充电，与非门II12输出低信号；总线进口方向没有数据进入，三极管I6处于截止状态，与非门I11输出高信号，或非门II14输出低信号，总线出口方向RS485收发器II2的RTS信号为低，收发器处于接收状态；或非门I13输出高信号，总线进口方向RS485收发器I1的RTS信号为高，收发器处于发送状态；总线出口的数据经过RS485收发器II2的Rx连接到RS485收发器I1的Tx，从RS485收发器I1发送到总线的进口方向；出口方向的数据传递结束后，RS485收发器II2的Rx信号维持高电平，三极管II7截止，电容C2上的电荷经过R2释放，一段时间后，C2上的电荷释放完毕，与非门II输出高电平，RS485收发器I1的RTS信号拉低，RS485收发器I1重新进入接收状态。当总线任意方向有针对本节点的数据时，由于MCU3连接了RS485收发器I1、RS485收发器II2的收发引脚，MCU3可以检测到该数据，然后生成响应数据包，此时MCU3断开切换开关I8、切换开关II9、切换开关III10，让数据直接经过MCU3,同时MCU3向RS485收发器I1、RS485收发器II2发送响应数据包，RS485收发器I1、RS485收发器II2的RTS信号由MCU3直接控制。MCU3响应数据包发送完成后，切换开关I8、切换开关II9、切换开关III10回到闭合状态，RS485收发器I1、RS485收发器II2的RTS信号恢复到由硬件检测门电路控制。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下可以作出的各种变化，都处于本发明权利要求的保护范围之内。