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rs485
閱讀�3300�(shí)間:2017-04-24 15:13:18

  智能儀�是隨�80年代�單片�(jī)技�(shù)的成熟而發(fā)展起�(lái)�,現(xiàn)在世界儀表市�(chǎng)基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企�(yè)信息化的需�,企�(yè)在儀表選型時(shí)其中的一�(gè)必要條件就是要具有聯(lián)�(wǎng)通信接口。最初是�(shù)�(jù)模擬信號(hào)輸出�(jiǎn)單過(guò)程量,后�(lái)儀表接口是RS232接口,這種接口可以�(shí)�(xiàn)�(diǎn)�(duì)�(diǎn)的通信方式,但這種方式不能�(shí)�(xiàn)�(lián)�(wǎng)功能。隨后出�(xiàn)的RS485解決了這�(gè)�(wèn)��

特點(diǎn)

  1. RS-485的電氣特性:采用差分信號(hào)�(fù)邏輯,邏�"1”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示;邏�"0"以兩線間的電壓差�+(2~6)V表示。接口信�(hào)電平比RS-232-C降低�,就不易損壞接口電路的芯�� 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL電路連接�
  2. RS-485的數(shù)�(jù)傳輸速率�10Mbps�
  3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)�(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�
  4. RS-485的通信距離約為1219m,傳輸速率�10Mbps,傳輸速率與傳輸距離成反比,在100KbpS的傳輸速率�,才可以�(dá)到的通信距離,如果需傳輸更長(zhǎng)的距離,需要加485中繼�。RS-485總線一般支�32�(gè)節(jié)�(diǎn),如果使用特制的485芯片,可以達(dá)�128�(gè)或�256�(gè)節(jié)�(diǎn),的可以支持�400�(gè)節(jié)�(diǎn)�

接口

  RS485接口組成的半雙工�(wǎng)�(luò),一般是兩線制(以前有四線制接法,只能實(shí)�(xiàn)�(diǎn)�(duì)�(diǎn)的通信方式,現(xiàn)很少采用�,多采用屏蔽雙絞線傳�。這種接線方式為總線式�?fù)浣Y(jié)�(gòu)在同一總線上最多可以掛�32�(gè)�(jié)�(diǎn)。在RS485通信�(wǎng)�(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一�(gè)主機(jī)帶多�(gè)從機(jī)。很多情況下,連接RS-485通信鏈路�(shí)只是�(jiǎn)單地用一�(duì)雙絞線將各�(gè)接口的“A�、“B”端連接起來(lái)。RS485接口連接器采用DB-9�9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔�,與鍵盤(pán)連接的鍵�(pán)接口RS485采用DB-9(針)�
  另有一�(gè)�(wèn)題是信號(hào)�,上述連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱�,這有二�(gè)原因�(1)共模干擾�(wèn)題: RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào),并不需要相�(duì)于某�(gè)參照�(diǎn)�(lái)檢測(cè)信號(hào),系�(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收�(fā)器有一定的共模電壓范圍,RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7�+12V,只有滿足上述條�,整�(gè)�(wǎng)�(luò)才能正常工作。當(dāng)�(wǎng)�(luò)線路中共模電壓超出此范圍�(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可�,甚至損壞接口�(2)EMI(電磁兼容�)�(wèn)題:�(fā)送驅(qū)�(dòng)器輸出信�(hào)中的共模部分需要一�(gè)返回通路,如�(méi)有一�(gè)低阻的返回通道(信�(hào)地),信�(hào)中的共模部分就會(huì)以輻射的形式返回源端,整�(gè)總線就會(huì)像一�(gè)巨大的天線向外輻射電磁波�
  由于PC�(jī)默認(rèn)的只有RS232接口,有兩種方法可以得到PC上位�(jī)的RS485電路:(1)通過(guò)RS232/RS485�(zhuǎn)換電路將PC�(jī)串口RS232信號(hào)�(zhuǎn)換成RS485信號(hào),對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)�(huán)境是選用防浪涌帶隔離柵的�(chǎn)�。(2)通過(guò)PCI多串口卡,可以直接選用輸出信�(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡�

電纜

  在低�、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞�,反之,在高�、長(zhǎng)線傳輸時(shí),則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜(STP-120Ω(for RS485 & CAN� one pair 18 AWG�,而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜(ASTP-120Ω(for RS485 & CAN� one pair 18 AWG)。在使用RS485接口�(shí),對(duì)于特定的傳輸線路,從RS485接口到負(fù)載其�(shù)�(jù)信號(hào)傳輸所允許的電纜長(zhǎng)度與信號(hào)傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?,這�(gè)�(zhǎng)度數(shù)�(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等所影響。理論上,通信速率�100Kbps及以下時(shí),RS485的最�(zhǎng)傳輸距離可達(dá)1200�,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�(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)�(jìn)行放�,最多可以加八�(gè)中繼,也就是�(shuō)理論上RS485的傳輸距離可以達(dá)�10.8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�(fā)兩端各加一�(gè)光電�(zhuǎn)換器,多模光纖的傳輸距離�5�10公里,而采用單模光纖可�(dá)50公里的傳播距��

布網(wǎng)

  �(wǎng)�(luò)�?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)�(gòu),不支持�(huán)形或星形�(wǎng)�(luò)。在�(gòu)建網(wǎng)�(luò)�(shí),應(yīng)注意如下幾點(diǎn)� �1)采用一條雙絞線電纜作總線,將各�(gè)節(jié)�(diǎn)串接起來(lái),從總線到每�(gè)節(jié)�(diǎn)的引出線�(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)�(duì)總線信號(hào)的影�。有些網(wǎng)�(luò)連接盡管不正�,在短距�、低速率仍可能正常工�,但隨著通信距離的延�(zhǎng)或通信速率的提�,其不良影響�(huì)越來(lái)越嚴(yán)重,主要原因是信�(hào)在各支路末端反射后與原信�(hào)疊加,會(huì)造成信號(hào)�(zhì)量下�� �2)應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)�(diǎn)就會(huì)�(fā)生信�(hào)的反�。下列幾種情況易�(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜,或某一段總線上有過(guò)多收�(fā)器緊靠在一起安裝,再者是�(guò)�(zhǎng)的分支線引出到總�� 在RS485組網(wǎng)�(guò)程中另一�(gè)需要注意的�(wèn)題是終端�(fù)載電阻問(wèn)題,在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負(fù)載電阻整�(gè)�(wǎng)�(luò)能很好的工作,但隨著距離的增加性能將降�。理論上,在每�(gè)接收�(shù)�(jù)信號(hào)的中�(diǎn)�(jìn)行采樣時(shí),只要反射信�(hào)在開(kāi)始采樣時(shí)衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在�(shí)際上難以掌握,美�(guó)MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)�(yàn)性的原則可以用來(lái)判斷在什么樣的數(shù)�(jù)速率和電纜長(zhǎng)度時(shí)需要�(jìn)行匹配:�(dāng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間(上升或下降時(shí)間)超過(guò)電信�(hào)沿總線單向傳輸所需�(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹�� 一般終端匹配采用終端電阻方�� RS-485�(yīng)在總線電纜的�(kāi)始和末端都并接終端電�。終端電阻在RS-485�(wǎng)�(luò)中取120Ω。相�(dāng)于電纜特性阻抗的電阻,因?yàn)榇蠖�?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100�120Ω。這種匹配方法�(jiǎn)單有效,但有一�(gè)缺點(diǎn),匹配電阻要消耗較大功�,對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是�(gè)難點(diǎn),需要在功耗和匹配�(zhì)量間�(jìn)行折�� 還有一種采用二極管的匹配方法,這種方案雖未�(shí)�(xiàn)真正的“匹配�,但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信�(hào),達(dá)到改善信�(hào)�(zhì)量的目的,節(jié)能效果顯�� 最近兩年一些公司基于部分企�(yè)信息化的�(shí)施已完成,工廠中已經(jīng)鋪設(shè)了延伸到車間每�(gè)辦公�、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀,推出了串口服務(wù)器來(lái)取代多串口卡,這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資,節(jié)約成�,相�(dāng)于通過(guò)tcp/ip把多串口卡放在了�(xiàn)�(chǎng)�

�(zhǎng)�

在使用RS485接口�(shí),對(duì)于特定的傳輸線經(jīng),從�(fā)生器到負(fù)載其�(shù)�(jù)信號(hào)傳輸所允許的電纜長(zhǎng)度是�(shù)�(jù)信號(hào)速率的函�(shù),這�(gè) �(zhǎng)度數(shù)�(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的電纜�(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容�52.5PF/M,終端負(fù)載電阻為100� �(shí)所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A�。由圖中可知,當(dāng)�(shù)�(jù)� �(hào)速率降低�90Kbit/S以下�(shí),假定允許的信號(hào)損失�6dBV�(shí)� 則電纜長(zhǎng)度被限制�1200M。實(shí)際上,圖中的曲線是很保守�,在�(shí) 用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度� �(dāng)使用不同線徑的電�。則取得的電纜長(zhǎng)度是不相同的。例 如:�(dāng)�(shù)�(jù)信號(hào)速率�600Kbit/S�(shí),采�24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長(zhǎng)度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0.91mm)則電纜�(zhǎng) 度將可以大于200m� 若采�28AWG 電纜(線徑為0.32mm)則電纜�(zhǎng)度只能小�200m�

總線

在要求通信距離為幾十米到上千米�(shí),廣泛采用RS-485 串行總線�(biāo)�(zhǔn)。RS-485采用平衡�(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收�(fā)器具有高靈敏�,能檢測(cè)低至200mV的電�,故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)� 市場(chǎng)上一般RS-485采用半雙工工作方�,任何時(shí)候只能有一�(diǎn)處于�(fā)送狀�(tài),因�,發(fā)送電路須由使能信�(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便,可以省掉許多信�(hào)�。應(yīng)用RS-485 可以�(lián)�(wǎng)�(gòu)成分布式系統(tǒng),其允許最多并�(lián)32�(tái)�(qū)�(dòng)器和32�(tái)接收��

功能

  PC與智能設(shè)備通訊多借助RS232、RS485、以太網(wǎng)等方��

功能

  但RS232、RS485只能代表通訊的物理介�(zhì)層和鏈路�,如果要�(shí)�(xiàn)�(shù)�(jù)的雙向訪�(wèn),就必須自己編寫(xiě)通訊�(yīng)用程序,但這種程序多數(shù)都不能符合ISO/OSI的規(guī)�,只能實(shí)�(xiàn)較單一的功�,適用于單一�(shè)備類�,程序不具備通用�。在RS232或RS485�(shè)備聯(lián)成的�(shè)備網(wǎng)�,如果設(shè)備數(shù)量超�(guò)2�(tái),就必須使用RS485做通訊介質(zhì),RS485�(wǎng)的設(shè)備間要想相互通信息只有通過(guò)“主(Master)”設(shè)備中�(zhuǎn)才能�(shí)�(xiàn),這�(gè)主設(shè)備通常是PC,而這種�(shè)備網(wǎng)中只允許存在一�(gè)主設(shè)�,其余全部是"從(Slave�"�(shè)�。而現(xiàn)�(chǎng)總線技�(shù)是以ISO/OSI模型為基�(chǔ)的,具有完整的軟件支持系�(tǒng),能夠解決總線控�、沖突檢�(cè)、鏈路維�(hù)等問(wèn)� �

區(qū)�

  RS232,RS422,RS485是電氣標(biāo)�(zhǔn),主要區(qū)別就是邏輯如何表��
  RS232使用-12V表示邏輯1�12V表示邏輯0,全雙工,最�3條通信線(RX,TX,GND�,因?yàn)槭褂秒妷罕硎具壿?,由于干�,導(dǎo)線電阻等原因,通訊距離不遠(yuǎn),低速時(shí)幾十米也是可以的�
  RS422,在RS232后推�,使用TTL差動(dòng)電平表示邏輯,就是兩根的電壓差表示邏�,RS422定義為全雙工�,所以最少要4根通信線(一般額外地多一根地線),一�(gè)�(qū)�(dòng)器可以驅(qū)�(dòng)最�10�(gè)接收器(即接收器�1/10單位�(fù)載),通訊距離與通訊速率有關(guān)系,一般距離短�(shí)可以使用高速率�(jìn)行通信,速率低時(shí)可以�(jìn)行較�(yuǎn)距離通信,一般可�(dá)�(shù)百上千米�
  RS485,在RS422后推出,絕大部分繼承�422,主要的差別是RS485可以是半雙工�,而且一�(gè)�(qū)�(dòng)器的�(qū)�(dòng)能力至少可以�(qū)�(dòng)32�(gè)接收器(即接收器�1/32單位�(fù)載),當(dāng)使用阻抗更高的接收器�(shí)可以�(qū)�(dòng)更多的接收器。所以現(xiàn)在大多數(shù)全雙�485�(qū)�(dòng)/接收器對(duì)都是�(biāo):RS422/485的,�?yàn)槿p工RS485的驅(qū)�(dòng)/接收器一定可以用在RS422�(wǎng)�(luò)�

接口理解

  �1�485通訊接口一�(gè)�(duì)通訊接口的硬件描�,它只需要兩根通訊�,即可以在兩�(gè)或兩�(gè)以上的設(shè)備之間�(jìn)行數(shù)�(jù)傳輸。這種�(shù)�(jù)傳輸?shù)倪B�,是半雙工的通訊方式。在某一�(gè)�(shí)刻,一�(gè)�(shè)備只能�(jìn)行發(fā)送數(shù)�(jù)或接收數(shù)�(jù)�
  �2)硬件通訊接口建立�,在�(jìn)行數(shù)�(jù)傳輸?shù)膬x表之間需要約定一�(gè)�(shù)�(jù)�(xié)�,以使接收端能夠解析收到的數(shù)�(jù),這便是“協(xié)議”的概念�
  �3)通訊�(xié)議有�(tǒng)一�(biāo)�(zhǔn)的協(xié)議格�,如“ModBus”協(xié)�,標(biāo)�(zhǔn)的協(xié)議內(nèi)容全面,包含的內(nèi)容很�,但不易理解。由�,可以定義了一種協(xié)�,簡(jiǎn)單實(shí)用,這便是“自定義�(xié)議��
  �4)包括ModBus�(xié)�、自定義�(xié)議。氣渦輪兼容兩種�(xié)議格��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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