RS485接口簡(jiǎn)介

　　為擴展應用范圍，美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )(EIA)又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同 一條總線(xiàn)上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅動(dòng)能力和沖突保護特性，擴展了總線(xiàn)共模范圍，后命名為T(mén)IA/EIA-485-A標準。

　　RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般是兩線(xiàn)制(以前有四線(xiàn)制接法，只能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現很少采用)，多采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。這種接線(xiàn)方式為總線(xiàn)式拓撲結構在同一總線(xiàn)上最多可以?huà)旖?2個(gè)結點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò )中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機帶多個(gè)從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9(孔)，與鍵盤(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS485采用DB-9(針)。

　　二、RS485特點(diǎn)：

　　1. RS-485的電氣特性：采用差分信號負邏輯，邏輯"1”以?xún)删�(xiàn)間的電壓差為+(2~6)V表示;邏輯"0"以?xún)删�(xiàn)間的電壓差為-(2~6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

　　2. RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps。

　　3. RS-485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。

　　4. RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100KbpS的傳輸速率下，才可以達到最大的通信距離，如果需傳輸更長(cháng)的距離，需要加485中繼器。RS-485總線(xiàn)一般最大支持32個(gè)節點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達到128個(gè)或者256個(gè)節點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節點(diǎn)。

　　RS485通信原理

　　RS485是一種在工業(yè)上作為數據交換的手段而廣泛使用的串行通信方式，數據信號采用差分傳輸方式，也稱(chēng)作平衡傳輸，因此具有較強的抗干擾能力。它采用一對雙絞線(xiàn)，將其中一線(xiàn)定義為A，另一線(xiàn)定義為B。

　　通常情況下，RS485的信號在傳送出去之前會(huì )先分解成正負對稱(chēng)的兩條線(xiàn)路(即我們常說(shuō)的A、B信號線(xiàn))，當到達接收端后，再將信號相減還原成原來(lái)的信號。發(fā)送驅動(dòng)器A、B之間的正電平在+2~6V，是一個(gè)正1邏輯狀態(tài);負電平在-2~6V，是一個(gè)負0邏輯狀態(tài);另有一個(gè)信號地C。在RS485中還有一“使能”端�！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅動(dòng)器與傳輸線(xiàn)的切斷與連接。當“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱(chēng)作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。

　　接收端與發(fā)送端的電平邏輯規定，收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線(xiàn)將AA與BB對應相連，當在接收端AB之間(DT)=(D+)-(D-)有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于-200mV時(shí)，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線(xiàn)上的電平范圍通常在200mV~6V之間。

　　例如：發(fā)送“1”時(shí)，驅動(dòng)器收到控制器發(fā)送來(lái)的高電平，之后A端輸出高電平，B端輸出低電平;接收器A端收到高電平，B端收到低電平，兩個(gè)信號相減得到“1”。同理，發(fā)送“0”時(shí)，驅動(dòng)器收到控制發(fā)送來(lái)的低電平，之后A、B兩端分別輸出低、高電平，接收端A、B則接收到低、高電平，兩個(gè)信號相減后得到“0”。

　　如果受到干擾，則接收端AB之間(DT)=[(D+)+Noise]-[(D-)+Noise]= (D+)-(D-)，由此可以看出干擾信號被消除。

　　RS485應用中的問(wèn)題

　　信號反射問(wèn)題

　　在溝通心過(guò)程中，當阻抗不連續或阻抗不匹配時(shí)，會(huì )產(chǎn)生信號反射，和光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射是一樣的。

　　信號反射對數據傳輸的影響：反射信號觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到錯誤的信號，從而導致數據接受的錯誤。

　　信號反射的消除

　　1、使電纜的末端的阻抗和電纜的特性阻抗大小一樣，由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此在通訊電纜的另一端跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻即可。一般線(xiàn)纜的阻抗大小在100-120歐之間，因此終端電阻可選用120歐。在實(shí)際中，由于線(xiàn)纜的特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號反射還是會(huì )存在的;

　　2、加偏置電阻，將A加上拉電阻，B端加下拉電阻，使總線(xiàn)空閑時(shí)接收器輸出固定為1。否則，總線(xiàn)空閑時(shí)的反射信號可能使接收器的輸出變?yōu)?，從而使控制器誤以為有新的數據發(fā)送。

　　信號接地

　　接地處理不當往往會(huì )導致電子系統不能穩定的工作甚至危及整個(gè)系統的安全。很多情況下，連接RS485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單的用一對雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)，而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患。

　　共模干擾問(wèn)題

　　RS485接口均采用差分方式傳輸信號，并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測信號，系統只需檢測兩線(xiàn)之間的電位差就可以了。但是人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，如RS485收發(fā)器共模電壓范圍為-7-+12V，只有滿(mǎn)足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )才能正常工作。當網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì )影響通信的穩定，甚至損壞接口。例如：當驅動(dòng)器A向B發(fā)送數據時(shí)，發(fā)送驅動(dòng)器共模電壓為Va，由于兩個(gè)系統具有各自獨立的系統地，存在著(zhù)地電位差Vg，那么接收器輸入端的共模電壓Vb就會(huì )達到Vb=Va+Vg，雖然RS485標準規定Va<=3V，但是Vg可能很大，導致接收器共模輸入Vb超出正常范圍，使系統不能正常工作。

　　解決共模干擾：可使用一根低阻的信號地將兩個(gè)工作地連接起來(lái)，使共模干擾Vg被短路，可以有限的解決共模干擾。但是當干擾源內阻比較小時(shí)，這種方法不太有效，因為會(huì )在接地線(xiàn)上形成較大的環(huán)路電流。這時(shí)可采用浮地技術(shù)，即使系統的電路地與機殼或大地隔離。

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