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一、RS485接口簡介： 為擴展應用范圍，美國電子工業協會(EIA)又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同 一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。 RS485接口組成的半雙工網絡，一般是兩線制(以前有四線制接法，只能實現點對點的通信方式，現很少采用)，多采用屏蔽雙絞線傳輸。這種接線方式為總線式拓撲結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。在RS485通信網絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。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)，與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。 二、RS485特點： 1. RS-485的電氣特性：采用差分信號負邏輯，邏輯"1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示;邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(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，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。RS-485總線一般最大支持32個節點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節點，最大的可以支持到400個節點。 RS485通信原理 RS485是一種在工業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，將其中一線定義為A，另一線定義為B。 通常情況下，RS485的信號在傳送出去之前會先分解成正負對稱的兩條線路(即我們常說的A、B信號線)，當到達接收端后，再將信號相減還原成原來的信號。發送驅動器A、B之間的正電平在+2~6V，是一個正1邏輯狀態;負電平在-2~6V，是一個負0邏輯狀態;另有一個信號地C。在RS485中還有一“使能”端。“使能”端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處于高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態。 接收端與發送端的電平邏輯規定，收、發端通過平衡雙絞線將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，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV~6V之間。 例如：發送“1”時，驅動器收到控制器發送來的高電平，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，兩個信號相減得到“1”。同理，發送“0”時，驅動器收到控制發送來的低電平，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應用中的問題 信號反射問題 在溝通心過程中，當阻抗不連續或阻抗不匹配時，會產生信號反射，和光從一種介質進入另一種介質時產生發射是一樣的。 信號反射對數據傳輸的影響：反射信號觸發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同樣大小的終端電阻即可。一般線纜的阻抗大小在100-120歐之間，因此終端電阻可選用120歐。在實際中，由于線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，使總線空閑時接收器輸出固定為1。否則，總線空閑時的反射信號可能使接收器的輸出變為0，從而使控制器誤以為有新的數據發送。 信號接地 接地處理不當往往會導致電子系統不能穩定的工作甚至危及整個系統的安全。很多情況下，連接RS485通信鏈路時只是簡單的用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來，而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患。 共模干擾問題 RS485接口均采用差分方式傳輸信號，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但是人們往往忽視了收發器有一定的共模電壓范圍，如RS485收發器共模電壓范圍為-7-+12V，只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩定，甚至損壞接口。例如：當驅動器A向B發送數據時，發送驅動器共模電壓為Va，由于兩個系統具有各自獨立的系統地，存在著地電位差Vg，那么接收器輸入端的共模電壓Vb就會達到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工作地連接起來，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，這種方法不太有效，因為會在接地線上形成較大的環路電流。這時可采用浮地技術，即使系統的電路地與機殼或大地隔離。 獲取更多資訊和技術支持，關注成都億佰特公眾號 本文來自：成都億佰特 |
