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    RS485通信的基本概念

    閱讀:610      發布時間:2025-3-12
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    RS485總線傳輸協議,作為一種串行總線通信協議標準,采用平衡發送與差分接收的結構設計,賦予其出色的共模干擾抑制能力。其數據傳輸速率可高達 ,且最遠傳輸距離可輕松達到1000米左右。不同于點對點的總線結構,RS485呈現出分布式架構,使得單個總線能夠輕松連接多達128個收發器,為多點互連提供了極大的便利。

    在半雙工工作模式下,RS485只能允許一個點在任意時刻處于發送狀態,這要求發送電路必須受到使能信號的精準控制。此外,它還支持聯網構成分布式系統,最多可并聯32臺驅動器和32臺接收器。

    值得一提的是,RS485是RS422的進一步發展。相較于RS422,RS485不僅增加了設備數量,從10個提升至32個,還詳細定義了在最大設備數量下的電氣特性,從而確保了充足的信號電壓。這種出色的抗噪和多設備能力,使得RS485在工業應用中備受青睞,無論是建立連向PC機的分布式設備網絡,還是與其他數據收集控制器、HMI或其他操作設備的串行連接,它都是理想的選擇。而且,由于RS485是RS422的超集,因此所有RS422設備均可被其兼容控制。其串行通行能力更是可達超過4000英尺的線長,為遠程通信提供了有力支持。
    為克服RS232通信距離短、速率低的局限,EIA在RS422的基礎上制定了RS485接口標準。RS485采用平衡發送與差分接收方式,賦予其出色的共模干擾抑制能力,最大傳輸距離可達1200米,實際傳輸距離甚至可達3000米,同時傳輸速率高達10Mbit/s。因此,在需要通信距離為幾十米至數千米的應用場合中,RS-485串行通信被廣泛采用。

    RS-485支持半雙工工作模式,允許在一對屏蔽雙絞線上進行多點、雙向通信。但需注意,任何時刻只能有一個節點處于發送狀態,因此發送電路必須由使能信號精準控制。

    不同于RS232的全雙工模式,RS485采用差分工作方式。在這種方式中,雙絞線的一根被定義為A線,另一根為B線。RS485遵循差分信號負邏輯,其中+2V至+6V表示邏輯“0",而-6V至-2V則表示邏輯“1"。此外,RS485提供了兩線制和四線制兩種接線方式,其中四線制支持全雙工通訊,而兩線制則采用半雙工方式。

    盡管RS485和RS232都基于串口通訊,但它們的通訊模式截然不同。RS232采用全雙工模式,而RS485則為半雙工模式。為確保數據收發的順暢進行,RS485引入了使能端控制功能。當使能端信號為高電平時,驅動器將輸出信號;而當信號為低電平時,則無法輸出。這也要求軟件在控制收發過程中必須保持嚴格的時間間隔。
    RS-485與RS-422的主要區別在于其共模輸出電壓范圍。具體而言,RS-485的共模輸出電壓在-7V至+12V之間,而RS-422則為-7V至+7V。值得注意的是,盡管RS-485的電壓范圍更寬,但其仍然兼容RS-422的所有規范,因此,RS-485的驅動器可以在RS-422網絡中應用。此外,RS-485與RS-422在最大傳輸距離和速率方面也具有相似性,均為約1219米和10Mbps。

    在傳輸介質方面,平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比。為了獲得規定的最大電纜長度,傳輸速率必須低于100Kbps。同時,只有在很短的距離下才能實現最高速率的傳輸,例如,100米長的雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。

    RS485接口通常采用半雙工網絡配置,以兩線制為主(盡管過去曾采用四線制,但現已較少見)。這種接線方式為總線式拓撲結構,允許在同一總線上最多掛接32個節點。在RS485通信網絡中,一般采用主從通信方式,即一個主機與多個從機進行通信。

    連接RS-485通信鏈路時,通常只需簡單地使用一對雙絞線將各個接口的“A"、“B"端連接起來。此外,RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端和鍵盤連接的鍵盤接口分別采用DB-9(孔)和DB-9(針)進行連接。

    關于RS-485的引腳定義,兩線制引腳包括Data-/B/485-(發送正)、Data/B/485+(接收正)以及GND(地線)。而四線制引腳則更為復雜,包括TDA-/Y(發送A)、TDB+/Z(發送B)、RDA-/A(接收A)和RDB+/B(接收B),同時還有GND(地線)作為必要連接。需要注意的是,某些引腳如+9V電源在實際應用中可能并不需要連接。
    英式標識中,TDA(-)對應于TDB(+)和GND,而RDA(-)則對應于RDB(+)和GND。美式標識采用Y、Z、A、B和GND進行標記。中式標識則使用TXD(+)/A、TXD(-)/B、RXD(-)、RXD(+)和GND。

    RS485兩線通常被定義為“A、B"或“Date+、Date-",即我們常說的485+、485-。然而,具體定義可能因廠家而異,有的RS485可能采用RTS或DTR等針腳。支持RS485接口的芯片包括MAX481、MAX483、MAX485、MAX487和MAX1487等。

    在RS485通信網絡中,485收發器被用于轉換TTL電平和RS485電平。各路節點都連接到485收發器上,而收發器則通過差分線與網絡總線相連。串口控制器與收發器之間采用TTL信號傳輸,而收發器與總線之間則使用差分信號進行通信。當發送數據時,串口控制器的TX信號會經過收發器轉換為差分信號并傳輸到總線上;接收數據時,收發器則將總線上的差分信號轉換為TTL信號并通過RX引腳傳輸到串口控制器中。在網絡中,通常只有一個主機,其余節點均為從機。此外,在總線的起始和終止端分別添加了一個120歐的匹配電阻,以確保信號的完整性和穩定性。


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