RS485基本概念及可靠性设计

以下是几个485通信的实用电路：

以下是485接口的几个典型问题：

1 为何A端加上拉，B端加下拉?

由于RS-485芯片的特性，接收器的检测灵敏度为± 200mV，即差分输入端VA-VB ≥+200mV，输出逻辑1，VA-VB ≤-200mV，输出逻辑0;而A、B端电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定。如果在总线上所有发送器被禁止时，接收器输出逻辑0，这会误认为通信帧的起始引起工作不正常。解决这个问题的办法是人为地使A端电位高于B两端电位，这样RXD的电平在485总线不发送期间(总线悬浮时)呈现唯一的高电平，单片机就不会被误中断而收到乱字符。通过在485电路的A、B输出端加接上拉、下拉电阻(1K欧姆)，即可很好地解决这个问题。

2 为何串接20欧姆电阻?

考虑到线路的特殊情况(如某一台分机的485芯片被击穿短路)，为防止总线中其它分机的通信受到影响，在485信号输出端串联了两个20Ω的电阻，使A端和B端与总线之间加以隔离，这样本机的硬件故障就不会使整个总线的通信受到影响。

3 为何A端和B端要串接120欧姆电阻?

在应用系统工程的现场施工中，由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120Ω左右，所以线路设计时，在RS-485网络传输线的始端和末端各应接1只120Ω的匹配电阻，以减少线路上传输信号的反射。

注：一般情况下不需要增加终端电阻，只有在485通信距离超过100米的情况下，要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统。另外一种比较省电的匹配方案是RC 匹配(A端和B端串接一电阻和电容)，利用一只电容C 隔断直流成分，可以节省大部分功率，但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。除上述两种外还有一种采用二极管的匹配方案，这种方案虽未实现真正的匹配，但它利用二极管的钳位作用，迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的，节能效果显著。

4 总线传输端如何保护?

输出电路的设计要充分考虑到线路上的各种干扰及线路特性阻抗的匹配。由于工程环境比较复杂，现场常有各种形式的干扰源，所以485总线的传输端一定要加有保护措施。在电路设计中采用稳压管(P6KE68)组成的吸收回路，也可以选用能够抗浪涌的TVS瞬态杂波抑制器件，或者直接选用能抗雷击的485芯片(如SN75LBC184/SN65LBC184等)。

5 为何DE控制端要默认为0?

在RS-485总线构筑的半双工通信系统中，在整个网络中任一时刻只能有一个节点处于发送状态并向总线发送数据，其他所有节点都必须处于接收状态。如果有2个节点或2个以上节点同时向总线发送数据，将会导致所有发送方的数据发送失败。因此，在系统各个节点的硬件设计中，应首先力求避免因异常情况而引起本节点向总线发送数据而导致总线数据冲突。以MCS51系列的单片机为例，因其在系统复位时，I/O口都输出高电平，如果把I/O口直接与RS-485接口芯片的驱动器使能端DE相连，会在CPU复位期间使DE为高，从而使本节点处于发送状态。如果此时总线上有其他节点正在发送数据，则此次数据传输将被打断而告失败，甚至引起整个总线因某一节点的故障而通信阻塞，继而影响整个系统的正常运行。考虑到通信的稳定性和可靠性，在每个节点的设计中应将控制RS485总线接口芯片的发送引脚设计成DE端的反逻辑，即控制引脚为逻辑“1”时，DE端为“0”;控制引脚为逻辑“0”时，DE端为“1”。

6 什么叫共模干扰和差模干扰?如何消除通讯线上的干扰?

485通信线由两根双绞的线组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号，因此称之为差分电压传输。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线;共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方

法包括：

(1)采用屏蔽双绞线并有效接地

(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽

(3)布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线

(4)不要和电控锁共用同一个电源

(5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

7 485总线应采用什么样的通讯线?

必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*0.5(二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成)。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为：

(1)普通网线没有屏蔽层