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淺談RS485總線

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 2021-12-28 10:58:43

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因RS-232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS485總線連接圖RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

RS-485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

RS-485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。

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(jī)帶多個(gè)從機(jī)。理論上，通信速率在100Kpbs及以下時(shí)，RS485的最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)1200米，但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多可以加八個(gè)中繼，也就是說(shuō)理上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公里。如果真需要長(zhǎng)距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公里，而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。

RS-485總線在使用中需要注意的情況：

（1）485信號(hào)線不可以和電源線一同走線。由于強(qiáng)電具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾，從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致通信不穩(wěn)定。

（2）485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中，都提到485總線必須要接地，但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō)，RS485總線必須單端可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地，不能多點(diǎn)接地，因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持一致，防止共模干擾，如果多點(diǎn)接地適得其反?？煽拷拥貢r(shí)整個(gè)485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓一致，因?yàn)樵趯?shí)際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連接，但是沒(méi)有將屏蔽線作良好的連接，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持一致，導(dǎo)致共模干擾。

（3）一般終端匹配采用終端電阻方法，RS-485應(yīng)在總線電纜的開(kāi)始和末端都并接終端電阻，終端電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡(jiǎn)單有效，但有一個(gè)缺點(diǎn)，匹配電阻要消耗較大功率，對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。傳輸距離小于300米的可不加終端電阻，單層屏蔽的電纜屏蔽層應(yīng)一端接地；雙層絕緣隔離型的電纜其屏蔽層其外層應(yīng)單端接地，內(nèi)層屏蔽則應(yīng)單端接地。采用阻抗匹配，低衰減的RS485專用通道有利于通信。

終端電阻的使用

（4）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。

（5）RS485布線借助RS485集線器和RS485中繼器可以任意布置成星型和樹(shù)型。RS485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線，一旦沒(méi)有借助集線器和中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹(shù)形連接，很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在RS485布線過(guò)程中，使用了星型接線和樹(shù)形接線，有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定，但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問(wèn)題，又很難查找原因，一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。

（6）RS485信號(hào)線可以使用屏蔽線作為布線，也可以使用非屏蔽線作為布線。由于RS485信號(hào)是利用差模傳輸?shù)?，即由RS485+與RS485-的電壓差來(lái)作為信號(hào)傳輸。如果外部有一個(gè)干擾源對(duì)其進(jìn)行干擾，使用雙絞線進(jìn)行RS485信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候，由于其雙絞，干擾對(duì)于RS485+，RS485-的干擾效果都是一樣的，那電壓差依然是不變的，對(duì)于RS485信號(hào)的干擾縮到了最小。同樣的道理，如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話，外部干擾源對(duì)于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。在低速、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線，RS485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差。

關(guān)鍵詞： RS485總線多站能