RS485 詳細(xì)解讀

1、RS-232、RS-422與RS-485的由來RS-232.RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視頻界的應(yīng)用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對錄像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的，視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了，如Louth、Odetis協(xié)議是公開的，而ProLINK則是基于Profile上的。二、RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單

2、端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。2524232221叮R2019181715141312111098了654321HDSRTSTSRXTXNDGDcRrnIG圖1收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平，DB25各引腳定義參見圖1。典型的RS-232信號在正負(fù)電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平曲5+15V，負(fù)電平在-5-15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3+12V與-3-12V

3、。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負(fù)載為37kQ。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。其有關(guān)電氣參數(shù)參見表1。規(guī)定RS232RS422R485工作方式單端差分差分節(jié)點數(shù)1收、1發(fā)1發(fā)10收1發(fā)32收取大傳輸電纜長度50英尺400英尺400英尺取大傳輸速率20Kb/S10Mb/s10Mb/s取大驅(qū)動輸出電壓+/-25V-0.25V+6V-7V+12V驅(qū)動器輸出信號電平（負(fù)載最小值）負(fù)載+/-5V+/-15V+/-2

4、.0V+/-1.5V驅(qū)動器輸出信號電平（空載最大值）空載+/-25V+/-6V+/-6V驅(qū)動器負(fù)載阻抗（Q）3K7K10054扌去率（最大值）30V/psN/AN/A接收器輸入電壓范圍+/-15V-10V+10V-7V+12V接收器輸入門限+/-3V+/-200mV+/-200mV接收器輸入電阻（Q）3K7K4K（最?。?12K驅(qū)動器共模電壓-3V+3V-1V+3V接收器共模電壓-7V+7V-7V+12V表1三、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)1平衡傳輸RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數(shù)據(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

5、義為B,如圖2。圖2通常情況下，發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-26V,是另一個邏輯狀態(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。“使能”端是用于控制發(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)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。接收器也作與發(fā)送端相對的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。參見圖

6、3。圖32RS-422電氣規(guī)定RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。圖5是典型的RS-422四線接口。實際上還有一根信號地線，共5根線。圖4是其DB9連接器引腳定義。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可接10個節(jié)點。即一個主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發(fā)端最大負(fù)載能力是10X4k+100Q（終接電阻）。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)據(jù)方向，各裝

7、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)。TXBRXB十列圖4GNDTXARXA5GNDG規(guī)送鑒訥器R-接收器丄一*t吾地JI一保護(hù)地或機(jī)輔地GVWG-電適地圖5RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。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抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在30

8、0米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。RS-422有關(guān)電氣參數(shù)見表13RS-485電氣規(guī)定如何提高應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場RS485總線的穩(wěn)定性和可靠性現(xiàn)在將485總線容易出現(xiàn)故障的情況并且可以排除這些故障的方法羅列如下：一、七、RS-485系統(tǒng)的故障處理方法RS-485是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)，但是穩(wěn)定性弱同時相互牽制性強(qiáng)，通常有一個節(jié)點出現(xiàn)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷。故向讀者介紹一些維護(hù)RS-485的常用方法。1、若出現(xiàn)系統(tǒng)完全癱瘓，大多因為某節(jié)點芯片的VA、VB對電源擊穿，使用萬用表測VA、VB間差模電壓為零，而對地的共模電壓大于3V,此時可通過測共模電壓大

9、小來排查，共模電壓越大說明離故障點越近，反之越遠(yuǎn)；2、總線連續(xù)幾個節(jié)點不能正常工作。一般是由其中的一個節(jié)點故障導(dǎo)致的。一個節(jié)點故障會導(dǎo)致鄰近的23個節(jié)點（一般為后續(xù)）無法通信，因此將其逐一與總線脫離，如某節(jié)點脫離后總線能恢復(fù)正常，說明該節(jié)點故障；3、集中供電的RS-485系統(tǒng)在上電時常常出現(xiàn)部分節(jié)點不正常，但每次又不完全一樣。這是由于對RS-485的收發(fā)控制端TC設(shè)計不合理，造成微系統(tǒng)上電時節(jié)點收發(fā)狀態(tài)混亂從而導(dǎo)致總線堵塞。改進(jìn)的方法是將各微系統(tǒng)加裝電源開關(guān)然后分別上電，或者采用電源隔離做法。4、系統(tǒng)基本正常但偶爾會出現(xiàn)通信失敗。一般是由于網(wǎng)絡(luò)施工不合理導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性處于臨界狀態(tài)，最好改變走線

10、或增加中繼模塊。應(yīng)急方法之一是將出現(xiàn)失敗的節(jié)點更換成性能更優(yōu)異的芯片?；蛘咴黾?85中繼器使用。5、因分散式控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致TC端處于長發(fā)狀態(tài)而將總線拉死一片。提醒讀者不要忘記對TC端的檢查。盡管RS-485規(guī)定差模電壓大于200mV即能正常工作。但實際測量：一個運行良好的系統(tǒng)其差模電壓一般在1.2V左右（因網(wǎng)絡(luò)分布、速率的差異有可能使差模電壓在0.81.5V范圍內(nèi)）關(guān)鍵詞:485集線器專業(yè)制造商摘要:485通訊問題北極星電力網(wǎng)技術(shù)頻道作者:佚名2010-12-217:48:09（閱45次）所屬頻道：熱工關(guān)鍵詞：485一、關(guān)于485總線的幾個概念：1、遁總線的通訊距離可以達(dá)到1200米。根據(jù)4

11、85總線結(jié)構(gòu)理論，在理想環(huán)境的前提下,485總線傳輸距離可以達(dá)到1200米。其條件是通訊線材優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)，波特率為9600,只負(fù)載一臺485設(shè)備，才能使得通訊距離達(dá)到1200米，所以通常485總線實際的穩(wěn)定的通訊距離往往達(dá)不到1200米。如果負(fù)載485設(shè)備多，線材阻抗不合乎標(biāo)準(zhǔn)，線徑過細(xì)，轉(zhuǎn)換器品質(zhì)不良，設(shè)備防雷保護(hù)復(fù)雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距離。2、85總線可以帶128臺設(shè)備進(jìn)行通訊。其實并不是所有485轉(zhuǎn)換器都能夠帶128臺設(shè)備的，要根據(jù)485轉(zhuǎn)換器內(nèi)芯片的型號和485設(shè)備芯片的型號來判斷，只能按照指標(biāo)較低的芯片來確定其負(fù)載能力。一般485芯片負(fù)載能力有三個級別一一32臺、128臺

12、和256臺。此外理論上的標(biāo)稱往往實際上是達(dá)不到的，通訊距離越長、波特率越高、線徑越細(xì)、線材質(zhì)量越差、轉(zhuǎn)換器品質(zhì)越差、轉(zhuǎn)換器電能供應(yīng)不足（無源轉(zhuǎn)換器）、防雷保護(hù)越強(qiáng)，這些都會降低真實負(fù)載數(shù)量。3、485總線是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構(gòu)這種概念是錯誤的。485總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟(jì)型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。其通訊質(zhì)量需要根據(jù)施工經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)試和測試采可以得到保證。485總線雖然簡單，但也必須嚴(yán)格按照安裝施工規(guī)范進(jìn)行布線。二、必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工在485總線系統(tǒng)施工時必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工，特別應(yīng)注意下面幾點。1、485+和485-數(shù)據(jù)線一定要互為雙絞。2、布線一定要布多股

13、屏蔽雙絞線。多股是為了備用，屏蔽是為了便于出現(xiàn)特殊情況時調(diào)試，雙絞是因為485通訊采用差模通訊原理，雙絞的抗干擾性較好。不采用雙絞線是錯誤的。3、485總線一定要用手牽手式的總線結(jié)構(gòu)，堅決避免星型連接和分叉連接。4、設(shè)備供電的交流電及機(jī)箱一定要真實接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其實根本沒有接地，接地良好可以防止設(shè)備被雷擊、浪涌沖擊。靜電累積時可以配合設(shè)備的防雷設(shè)計較好地釋放能量，保護(hù)485總線設(shè)備和相關(guān)芯片不受傷害。5、為避免強(qiáng)電對其干擾，485總線應(yīng)避免和強(qiáng)電走在一起。三、推薦幾種調(diào)試方法:在調(diào)試前首先要確保設(shè)備接線正確，且施工合乎規(guī)范。可以根據(jù)遇到的問題采用下面幾種調(diào)試方

14、法。1、共地法:用1條線或者屏蔽線將所有485設(shè)備的GND地連接起來，這樣可以避免所有設(shè)備之間存在影響通訊的電勢差。2、終端電阻法:在最后一臺485設(shè)備的485+和485-上并接120歐姆的終端電阻來改善通訊質(zhì)量。3、中間分段斷開法:通過從中間斷開來檢查是否設(shè)備負(fù)載過多、通訊距離過長、某臺設(shè)備對整個通訊線路的影響等。4、單獨拉線法:單獨簡易拉一條線到設(shè)備，這樣可以用來排除是否是布線引起了通訊故障。5、更換轉(zhuǎn)換器法:隨身攜帶幾個轉(zhuǎn)換器，這樣可以排除是否是轉(zhuǎn)換器質(zhì)量問題影響了通訊質(zhì)量。6、筆記本調(diào)試法:先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設(shè)備，用它來替換客戶電腦進(jìn)行通訊，如果正常，則表明客戶

15、的電腦的串口有可能被損害或者受傷。四、建議和忠告采用485總線結(jié)構(gòu)常見的幾種通訊故障有下面幾種。1、通訊不上，無反應(yīng)。2、可以上傳數(shù)據(jù)，但不可以下載數(shù)據(jù)。3、通訊時系統(tǒng)提示受到干擾，或者不通訊時通訊指示燈也不停地閃爍。4、有時能通訊上，有時通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。1。485總線應(yīng)采用什么樣的通訊線必須采用國際上通行的屏蔽雙絞線。我們推薦用的屏蔽雙絞線的型號為RVSP2*0.5(二芯屏蔽雙絞線，每芯由16股的0.2mm的導(dǎo)線組成)。采用屏蔽雙絞線有助于減少和消除兩根485通信線之間產(chǎn)生的分布電容以及來自于通訊線周圍產(chǎn)生的共模干擾。工程商大都習(xí)慣采用5類網(wǎng)線或超5類網(wǎng)線作為48

16、5通信線，這是錯誤的。這是因為：普通網(wǎng)線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。網(wǎng)線只有0.2mm平方，線徑太細(xì)，會導(dǎo)致傳輸距離降低和可掛接的設(shè)備減少。網(wǎng)絡(luò)線為單股的銅線，相比多芯線而言容易斷裂。2。為什么要接地485收發(fā)器在規(guī)定的共模電壓-7V至+12V之間時，才能正常工作。如果超出此范圍會影響通訊，嚴(yán)重的會損壞通訊接口。共模干擾會增大上述共模電壓。消除共模干擾的有效手段之一是將485通訊線的屏蔽層用作地線，將機(jī)具、電腦等網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地連接在一起，并由一點可靠地接入大地。4。485通信線應(yīng)如何走線？通信線盡量遠(yuǎn)離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。5。為什么485總線要采用手拉手結(jié)構(gòu)，而不能

17、采用星形結(jié)構(gòu)？星形結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生反射信號，從而影響到485通信?？偩€到每個終端設(shè)備的分支線長度應(yīng)盡量短，一般不要超出5米。分支線如果沒有接終端，會有反射信號，對通訊產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，應(yīng)將其去掉。485總線上設(shè)備到設(shè)備之間可以有接點嗎？在同一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點。接點處確保焊接良好，包扎緊密，避免松動和氧化。保證一條單一的、連續(xù)的信號通道作為總線。7。什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？485通信線由兩根雙絞的線組成，它是通過兩根通信線之間的電壓差的方式來傳遞信號，因此稱之為差分電壓傳輸。差模干擾在兩根信號線之間傳輸，屬于對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電

18、路中增加一個偏值電阻,并采用雙絞線；共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）強(qiáng)電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時遠(yuǎn)離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線（4）不要和電控鎖共用同一個電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)電源（紋波干擾小于50mV）8。什么情況下在485總線上要增加終端電阻？一般情況下不需要增加終端電阻，只有在485通信距離超過100米的情況下，要在485通訊的開始端和結(jié)束端增加終端電阻。9。如何延長485的通訊距離485網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范之一是1.2公里長度，32個節(jié)點數(shù)。如果超出了這個限制，那么必須采用深圳市天地華杰科技有限公司生產(chǎn)的485中繼器（TD-109）或485集線器（TD-1204）來拓展網(wǎng)絡(luò)距離或節(jié)點數(shù)。利用485中繼器或485集線器，可以將一個大型485網(wǎng)絡(luò)分隔成若干個網(wǎng)段。485中繼器