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RS485接口
閱讀�21110時間�2011-02-12 14:40:07

  RS-485在要求通信距離為幾十米到上千米�,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�收發(fā)�具有高靈敏度,能檢測低至200mV的電�,故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)� RS-485采用半雙工工作方�,任何時候只能有一點處于發(fā)送狀�(tài),因�,發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便,可以省掉許�信號�。應(yīng)用RS-485 可以�(lián)�(wǎng)�(gòu)�分布式系�(tǒng),其允許最多并�(lián)32臺驅(qū)動器�32臺接收器�

RS-422與RS-485串行接口�(biāo)�(zhǔn)

  �1)平衡傳�

  RS-422、RS-485與RS-232不一樣,�(shù)�(jù)信號采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B。通常情況�,發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平�+2~+6V,是一個邏輯狀�(tài),負電平�-2V~6V,是另一個邏輯狀�(tài)。另有一個信號地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的?!笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時,發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀�(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯�1”與�0”的第三�(tài)�

  �2)RS-422電氣�(guī)�

  由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強的驅(qū)動能�,故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)�,最多可�10個節(jié)�。即一個主�(shè)備(MASTER),其余為從�(shè)備(Salve�,從�(shè)備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。RS-422四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道,因此不必控制數(shù)�(jù)方向,各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對單獨的雙絞線)實現(xiàn)。RS-422的傳輸距離為4000英尺(約1219米),傳輸速率�10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反�,在100Kbps速率以下,才可能達到傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得速率傳輸。一�100米長的雙絞線上所能獲得的傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻�。在矩距離傳輸時可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端�

 ?�?)RS-485電氣�(guī)�

  由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來�,所以RS-485許多電氣�(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方�,二線制可實�(xiàn)真正的多點雙向通信。RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米�,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�,能檢測低至200mV的電壓,故傳輸信號能在千米以外得到恢�(fù)� RS-485采用半雙工工作方�,任何時候只能有一點處于發(fā)送狀�(tài),因�,發(fā)送電路須由使能信號加以控�。RS-485用于多點互連時非常方便,可以省掉許多信號線。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臺驅(qū)動器�32臺接收器� RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同�,RS-485�-7V�+12V之間,而RS-422�-7V�+7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規(guī)�,所以RS-485的驅(qū)動器可以用在RS-422�(wǎng)�(luò)中應(yīng)�。RS-485與RS-422一�,其傳輸距離約為1219米,傳輸速率�10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反�,在100Kbps速率以下,才可能使用�(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得速率傳輸。一�100米長雙絞線傳輸速率僅為1Mbps�

 ?�?)RS-422與RS-485的網(wǎng)�(luò)安裝注意要點

  RS-422可支�10個節(jié)�,RS-485支持32個節(jié)�,因此多節(jié)點構(gòu)成網(wǎng)�(luò)。網(wǎng)�(luò)拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)�(gòu),不支持�(huán)形或星形�(wǎng)�(luò)。在�(gòu)建網(wǎng)�(luò)時,�(yīng)注意如下幾點�

  * 采用一條雙絞線電纜作總�,將各個節(jié)點串接起�,從總線到每個節(jié)點的引出線長度應(yīng)盡量�,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影��

  * �(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。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多收�(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過長的分支線引出到總��

  總之,應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線�

RS232和RS485串行通訊�(biāo)�(zhǔn)的區(qū)�

  典型的串行通訊�(biāo)�(zhǔn)是RS232和RS485,它們定義了電壓,阻抗�,但不對軟件�(xié)議給予定義,區(qū)別于RS232, RS485的特性包括:

  1. RS-485的電氣特性:邏輯�1”以兩線間的電壓差為+�2�6)V表示;邏輯�0”以兩線間的電壓差為-�2�6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低�,就不易損壞接口電路的芯片, 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)動器和差分接收器的組�,抗共模干能力增�,即抗噪聲干擾性好�

  4. RS-485接口的傳輸距離標(biāo)�(zhǔn)值為4000英尺,實際上可達 3000�,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收�(fā)�,即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收�(fā)�。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�(shè)備網(wǎng)�(luò)�

  因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾�,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為的串行接�。因為RS485接口組成的半雙工�(wǎng)�(luò)一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸� 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),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針��

RS-485工業(yè)接口�(shè)計應(yīng)用指�

  作為上世紀(jì)80年代早期批準(zhǔn)的一個平衡傳輸標(biāo)�(zhǔn),RS-485似乎已成為工�(yè)界永不過時的接口�(biāo)�(zhǔn)。關(guān)于它的文獻有很多,但對于很少接觸接口�(shè)計的系統(tǒng)工程師而言,如此海量的文獻就有些讓人吃不消��

  本文旨在討論RS-485�(biāo)�(zhǔn)的主要內(nèi)容,為初接觸它的�(shè)計師提供入門指南。研究文末參考的一些附加應(yīng)用筆記可進一步幫助設(shè)計師在最短的時間�(nèi)完成一套可靠的�(shù)傳設(shè)��

  RS-485�(biāo)�(zhǔn)的用�

  RS-485只定義了用于平衡多點傳輸線的�(qū)動器和接收器的電特�,因此很多更高層�(biāo)�(zhǔn)都將其作為物理層引用�

  �(wǎng)�(luò)拓撲

  總線節(jié)點以菊花鏈或總線拓撲方式�(lián)�(wǎng)�(見圖1)也就是說,每個節(jié)點都通過很短的線頭連接到主線纜。該接口總線通常�(shè)計為用于半雙工傳�,也就是說它只用一對信號線,驅(qū)動數(shù)�(jù)和接收數(shù)�(jù)只能在不同時刻出�(xiàn)在信號線��

RS-485總線結(jié)構(gòu)(左)與半雙工總線結(jié)構(gòu)(右)

  �1:RS-485總線�(jié)�(gòu)(�)與半雙工總線�(jié)�(gòu)(�)�

  這就需要通過方向控制信號(例如�(qū)動器/接收器使能信�)控制節(jié)點操作的�(xié)�,以確保任何時刻總線上都只能有一個驅(qū)動器在活動,而必須避免多個驅(qū)動器同時訪問總線�(dǎo)致總線競��

  信號電平

  RS-485�(qū)動器必需�54的負載上提供最�1.5V的差分輸�,而RS-485接收器則必需能檢測到最小為200mv的差分輸�(見圖2)。這兩個值為可靠�(shù)�(jù)傳輸提供了足夠的裕度,即便信號經(jīng)過線纜和連接器發(fā)生嚴(yán)重衰減時亦如�。而穩(wěn)健性正是RS-485適用于噪聲環(huán)境的長距離聯(lián)�(wǎng)的主要原��

RS-485規(guī)定的最小總線信號電平

  �2:RS-485�(guī)定的最小總線信號電��

  線纜類型

  在雙絞線上傳送差分信號為RS-485�(yīng)用帶來了很大好處。這是因為外部噪聲源產(chǎn)生的噪聲總是等量耦合進兩根信號線�,屬于共模噪�,而這能在差分接收器的輸入處就被抑制��

  工業(yè)用RS-485線纜是特性阻抗為120�22AWG的塑封非屏蔽雙絞線。圖3所示為一對用于半雙工�(wǎng)�(luò)的UTP線纜的橫截面�

RS-485通信線纜示例

  �3:RS-485通信線纜示例�

  為了保持�(wǎng)�(luò)的電特�,除了網(wǎng)�(luò)線纜的連接之外,印制電路板的布線和RS-485�(shè)備連接器上的管腳分配需保持兩根信號線之間的距離均等且足夠靠��

  總線端接與線頭長�

  �(shù)�(jù)傳輸線應(yīng)進行端接,而且線頭�(yīng)盡可能短,以避免傳輸線上�(fā)生信號反�。良好的端接要求終端電阻RT與傳輸線線纜的特征阻抗Z0匹配。RS-485建議采用Z0�120的線纜,因此通常每根線纜末端都采�120的電阻進行端接�

利用共模噪聲濾波器對RS-485進行端接

  �4:利用共模噪聲濾波器對RS-485進行端接�

  噪聲�(huán)境下的應(yīng)用往往用兩個RC低通濾波器替代這些120的電�,以增強對共模噪聲的濾波(見圖4)。值得注意的是,兩個濾波器的電阻值應(yīng)相等(采用精密電阻)以確保兩個濾波器具有相同的滾降頻�。電阻容差過大會�(dǎo)致濾波器�(zhuǎn)角頻率出�(xiàn)偏差,而導(dǎo)致共模噪聲轉(zhuǎn)換為差模噪聲,使接收器的抗噪性能降低�

  線頭的電長度(即收�(fā)器與線纜干線之間的距�)�(yīng)小于�(qū)動器輸入信號上升時間�1/10。表1列出了圖4中不同驅(qū)動信號上升時間對�(yīng)的線纜線頭長��

不同信號上升時間下的線頭長度和未端接線纜長度

  �1:不同信號上升時間下的線頭長度和未端接線纜長��

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