RS 485匯流排前世今生

2021-07-08 14:41:04 字數 2577 閱讀 6867

一、rs232和rs485的區別

rs-232採取的是單端不平衡傳輸方式,其收發端的資料訊號都是相對於地訊號的,所以共模抑制能力 差。再加上雙絞線分布電容的影響,其最大傳輸距離僅為15公尺,最高傳輸速率只有20kbit/s(=2560byte/s)。

485匯流排採用了平衡傳送和差分接收介面標準,使用半雙工工作方式。在傳送端將序列口的ttl電平訊號轉換成差分訊號由a、b兩線輸出,經過雙絞線傳輸到接收端後,再將差分訊號還原成ttl電平訊號。因此具有極強 的抗共模干擾能力,加之匯流排收發器靈敏度很高,可以檢測到低至200mv的電壓。故傳輸訊號經過千公尺以上的衰減後都可以完好恢復。在100kbit/s的 傳輸速率下,通訊距離可以達到1200公尺左右。如果通訊距離較短,其最大傳輸速率可達10mbit/s。如果需傳輸更長的距離,需要增加485中繼器。

二、rs485組線方式2.485匯流排的特點

rs-485採用半雙工工作方式,支援多點資料通訊。rs-485匯流排網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構。即採用一條匯流排將各個節點串接起來,不支援環形或星型網路。

如果需要使用星型結構,就必須使用485中繼器或者485集線器。

rs-485/422匯流排一般最大支援32個節點,如果使用特製的 485晶元,可以達到256個節點或更多。

三. 485匯流排佈線規則

為了避免資料傳輸錯誤,在485匯流排的佈線設計和施工中,應特別注意以下幾點:

3.1、遮蔽干擾

485匯流排傳送的是一對差分訊號,485網路上各裝置之間的資料傳輸線最好採用外加遮蔽層的雙絞線,遮蔽層應在乙個點可靠接地。

3.1、特殊時侯使用光電隔離中斷器

在工業現場應用中,如果現場干擾源非常複雜,各節點之間可能存在很高的共模電壓。

雖然485介面使用的是差分傳輸方式,具有抗共模干擾能力。

但是當共模電壓大於+12v或者小於-9v時,就超過了485接收器的極限接收電壓,接收器將無法工作,甚至可能燒毀晶元和裝置。此時,應在485匯流排網路中使 用485光隔離中繼器,從而消除共模電壓的影響。

3.2、終端匹配120r電阻

短距離這內,無需接這個電阻;但是當匯流排內的rs485裝置多,並且傳輸距離長,485匯流排網路上會產生回波反射訊號,建議在485網路的開始端和結束端並接120ω電阻。

建議:如果485匯流排的傳輸距離超過100公尺,要裝這個電阻;

四、 485星形匯流排佈線(須借助485中斷器)

雖然485不能接成星形或環形,只能接成匯流排拓樸佈線,但是拓樸型接線,出故障時不易排查,佈線也不方便;

為了提高前期施工佈線效率,為了有利於查故障和維修,那麼我們可以從廣議上接成星形匯流排,但是必須借助rs485

中斷器;

485匯流排星形拓撲結構

485匯流排樹型拓撲結構

五. 標準的拓線式接線方法

這是標準的rs485匯流排接線方式,有的會使用rs485中斷器,有的會使用rs485集線器;

在單一的rs485匯流排網路內,最好能在網路的首端裝置和尾端之間接120r電阻,以保證rs485匯流排的穩定性;如果不接有的時候也沒關係,但是距離長了以後,可能抗干擾能力就會減弱;

120r終端匹配電阻標準接法: 485匯流排網路的首端裝置和末端裝置上各接乙個120歐姆的終端電阻,該電阻並接在485匯流排的正負兩線之間。如下圖所示:

無rs485中斷器,拓樸匯流排

有rs485中斷器,拓樸匯流排 

rs485集線器,拓樸匯流排

六、偏置電路

1、關於偏置電路中的上下拉電阻,一般只在主機中使用,在從機不需要接這上拉下拉電阻;

2、如何計算:

485在同乙個匯流排上只能有一處上下拉,兩個120ω終端電阻。按485設計標準掛32個裝置,每個裝置阻抗》12k.  32個12k併聯為 375ω,375和2個120ω併聯,總負載為52ω左右,因此你的上下拉電阻和這個52ω串在一起,兩端電壓為5v,52歐姆上要分得電壓至少要 200mv以上,上下拉為624歐姆左右。大於這個值都會導致最大負載下空閒匯流排電平壓差低於200mv,為不確定狀態。

3、排除問題1

線長會出現問題,線短沒問題,一般是終端電阻的原因。同樣相同的距離,低波特率正常,高波特率錯誤,也是終端電阻的原因。你以前正常,不代表你設計沒問題。最簡單的辦法,用示波器看波形,絕對有反射,波形變形。

4、排除問題2

曾經對於485加強驅動能力做過這樣兩種嘗試,①末端增加上下拉電阻②末端增加匹配電阻,都能達到加強485驅動能力的效果。

5、關於偏置電中的來由

上下拉電阻的專業術語叫」偏置電路",它的作用是在匯流排上所有節點處於接收狀態時,保持總線電壓為高電平。 rs485的規範裡面高電平是壓差大於200mv.

當你考慮最壞的情況,就是負載最大的時候52ω,也需要偏置電路中這個52歐姆總負載上的電壓差要大於200mv,低於200mv時rs485接收器的輸出狀態是不確定的。

當然現在有很多的485晶元都有空閒(壓差小於200mv)輸出訊號保持高電平的功能。偏置電路的存在使得你設計的電路對所有的485晶元來說,都可以讓它空閒輸出保持高電平。

當然如果你要更深入地考慮485接收器滯回電壓,匯流排訊號干擾等因數時,你需要適當地大於200mv這個值。

485測試時,各種引數測試條件都是在最大負載下為54ω的測試結果,他們測試的終端電阻為125歐姆,375並兩個125及為54.1歐姆。但一般實際應用中終端電阻選擇的是120歐姆。

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