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浅谈RS485总线

时间:12-15 来源:互联网 点击:
RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。同时RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。在要求通信距离为几十米到上千米时,广泛采用RS485串行总线标准。

RS485总线连接图

RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

RS-485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,-6V~-2V表示“1”。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。

RS-485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。理论上,通信速率在100Kpbs及以下时,RS485的最长传输距离可达1200米,但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而所差异。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大,最多可以加八个中继,也就是说理上RS485的最大传输距离可以达到9.6公里。如果真需要长距离传输,可以采用光纤为传播介质,收发两端各加一个光电转换器,多模光纤的传输距离是5~10公里,而采用单模光纤可达50公里的传播距离。

RS-485总线在使用中需要注意的情况:

(1)485信号线不可以和电源线一同走线。由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰,从而导致485信号不稳定,导致通信不稳定。

(2)485总线必须要接地。在很多技术文档中,都提到485总线必须要接地,但是没有详细的提出如何接地。严格的说,RS485总线必须单端可靠接地。单点就是整个485总线上只能是有一个点接地,不能多点接地,因为将其接地是因为要将地线(一般都是屏蔽线作地线)上的电压保持一致,防止共模干扰,如果多点接地适得其反。可靠接地时整个485线路的地线必须要有良好的接触,从而保证电压一致,因为在实际施工中,为了接线方便,将线剪成多段再连接,但是没有将屏蔽线作良好的连接,从而使得其地线分成了多段,电压不能保持一致,导致共模干扰。

(3)一般终端匹配采用终端电阻方法,RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻,终端电阻在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻,因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100~120Ω。这种匹配方法简单有效,但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。传输距离小于300米的可不加终端电阻,单层屏蔽的电缆屏蔽层应一端接地;双层绝缘隔离型的电缆其屏蔽层其外层应单端接地,内层屏蔽则应单端接地。采用阻抗匹配,低衰减的RS485专用通道有利于通信。

终端电阻的使用

(4)采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。

(5)RS485布线借助RS485集线器RS485中继器可以任意布置成星型和树型。RS485布线规范是必须要手牵手的布线,一旦没有借助集线器和中继器直接布设成星型连接和树形连接,很容易造成信号反射导致总线不稳定。很多施工方在RS485布线过程中,使用了星型接线和树形接线,有的时候整个系统非常稳定,但是有的时候则总是出现问题,又很难查找原因,一般都是由于不规范布线所引起的。

(6)RS485信号线可以使用屏蔽线作为布线,也可以使用非屏蔽线作为布线。由于RS485信号是利用差模传输的,即由RS485+与RS485-的电压差来作为信号传输。如果外部有一个干扰源对其进行干扰,使用双绞线进行RS485信号传输的时候,由于其双绞,干扰对于RS485+,RS485-的干扰效果都是一样的,那电压差依然是不变的,对于RS485信号的干扰缩到了最小。同样的道理,如果有屏蔽线起到屏蔽作用的话,外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小。在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线,RS485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。

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