RS485串行通信接口

第三節(jié)RS485串行通信接口3.1RS485接口標準3.2RS485收發(fā)器與應用電路3.3RS485互聯(lián)網(wǎng)絡1精選ppt習題1.RS232的主要缺陷2.RS485的信號定義3.理解RS422雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式及其優(yōu)點。4.能將單片機接口與MAX487連接，并繪制出MAX487的結構圖。5.繪制3個UART通信端口之間的半雙工連接圖。6.繪制2個UART通信端口之間的全雙工連接圖。2精選ppt3.1RS485接口標準RS-232C雖然使用很廣，但由于推出時間比較早，所以在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中已暴露出明顯的缺點，主要表現(xiàn)在：〔1〕接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接?！?〕傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps?！?〕接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。〔4〕傳輸距離有限。3精選ppt3.1RS485串行通信接口所以EIA在1977年作了局部改進，制定了新標準RS-449：除了保存與RS-232C兼容外，還在提高傳輸速率、增加傳輸距離、改進電氣特性等方面做了很多努力，增加了RS—232C沒有的環(huán)測功能，明確規(guī)定了連接器，解決了機械接口問題。在RS-449標準下，推出的子集有RS-423A/RS-422A，以及RS-422A的變型RS-485。4精選ppt3.1RS485串行通信接口RS485采用二線差分平衡傳輸，其信號定義如下：邏輯0：差分信號-2500～-200mv邏輯1：差分信號+2500～+200mv高阻狀態(tài)：差分信號-200～-200mv5精選ppt6精選ppt1.RS485串行通信接口在圖2-21中，圖(a)為RS-232C所采用的單端發(fā)送、單端接收電路。該電路的特點是傳送信號只用一根導線，對于多路信號線，其地線是公共的。因此，它是最簡單的連接結構，但缺點是易收干擾信號的影響。7精選ppt1.RS485串行通信接口RS-422A那么更進一步采用了雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式，這種平衡驅(qū)動和差分接收方法從根本上消除了地線干擾。這種發(fā)送器相當于兩個單端發(fā)送器，它們的輸入是同一個信號，而一個發(fā)送器的輸出正好與另一個反相。當干擾信號作為共模信號出現(xiàn)時，一根導線上出現(xiàn)的噪聲電壓會被另一根導線上的噪聲電壓抵消，因此可以削弱噪聲對信號的影響。8精選pptA：差分正輸入端B:差分負輸入端RO：接收端DI：發(fā)送端RE:接收使能端DE：發(fā)送使能端9精選ppt2.RS485收發(fā)器與應用電路10精選ppt2.RS485收發(fā)器與應用電路兩個芯片的共同點是都含有一個發(fā)送器D和一個接收器R，其中DI是發(fā)送輸入端，RO是接收輸出端。不同的是，圖〔a〕中只有兩根信號線A和B，信號線A為同相接收器輸入和同相發(fā)送器輸出，信號線B為反相接收器輸入和反相發(fā)送器輸出，由于是半雙工，所以有發(fā)送與接受的使能端DE與引腳。在圖(b)中，有兩對4根信號線A、B和Y、Z，其中A、B專用作接收器輸入，A為同相、B為反相；而Y、Z專用作發(fā)送器輸出，Y為同相、Z為反相，所以構成了全雙工通信。11精選ppt2.RS485收發(fā)器與應用電路在許多工業(yè)過程控制中，往往要求用最少的信號線來完成通信任務。目前廣泛應用的RS-485串行接口總線就是為適應這種需要應運而生的。它實際就是RS-422總線的變型，二者不同之處在于：RS-422為全雙工，采用兩對差分平衡信號線；而RS-485為半雙工，只需一對平衡差分信號線。12精選ppt

在控制領域中，以微處理器為核心構成的測控儀表的一個重要技術指標就是具有串行通信接口功能，以前主要是采用RS-232C接口，現(xiàn)在無一例外地是RS-485接口。13精選ppt圖2-24給出了AT89C52單片機與芯片MAX487E構成的RS-485接口電路，用單片機的P1.7口控制MAX487E的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當數(shù)據(jù)發(fā)送時置P1.7為高電平，那么使能端DE=1翻開發(fā)送器D的緩沖門，發(fā)自單片機TXD端的數(shù)據(jù)信息經(jīng)DI端分別從D的同相端與反相端傳到RS-485總線上。當接收數(shù)據(jù)時把P1.7置于低電平，此時使能端=0翻開接收器R的緩沖門，來自于RS-485總線上的數(shù)據(jù)信息分別經(jīng)R的同相端與反相端從RO端傳出進入單片機RXD端。14精選pptRS-485總線上的A正〔高〕B負〔低〕電平對應的是邏輯“1〞，而RS-485總線上的A負〔低〕B正〔高〕電平對應的是邏輯“0〞。一般地，A與B之間的正負〔上下〕電壓之差在0.2~2.5V之間。15精選ppt16精選ppt3.RS485互聯(lián)網(wǎng)絡RS-485更適合于多站互連〔已經(jīng)具備了現(xiàn)場總線的概念〕，一個發(fā)送驅(qū)動器最多可連接大于32個負載設備，負載設備可以是被動發(fā)送器、接收器和收發(fā)器。其電路結構是在平衡連接的電纜上掛接發(fā)送器、接收器或組合收發(fā)器，且在電纜兩端各掛接一個終端電阻用于消除兩線間的干擾。17精選ppt圖2-25為以PC機作主機，n個單片智能設備為從機、工作于主從方式的RS-485總線網(wǎng)絡的結構圖。利用PC機配置的RS-232C串行端口，外配一個RS-232C/RS-485轉(zhuǎn)換器，可將RS-232C信號轉(zhuǎn)換為RS-485信號。每個從機通過MAX487E芯片構建RS-485通信接口，就可掛接在RS-485總線網(wǎng)絡上，總線端點處并接的兩個120Ω電阻用于消除兩線間的干擾。RS-485總線網(wǎng)絡傳輸距離最遠可達1200m〔速率20kb/s〕、傳輸速率最高可達2Mb/s〔距離12m〕。至于在網(wǎng)絡上最多允許掛接多少個從機，這主要取決于232/485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動能力與485接口芯片的輸入阻抗與驅(qū)動能力，如果再加上中繼站，可以增加更多的從機數(shù)量。18精選ppt19精選ppt圖3-1020精選ppt同一個時間只能有一個驅(qū)動器在工作。如果發(fā)生多個驅(qū)動器同時啟動，那么會發(fā)生總線競爭，在某些原件上產(chǎn)生較大的電流。因此RS485的接口芯片上應該包含限流和過熱關閉的功能，以便在總線競爭時保護芯片。21精選ppt圖3-11-1222精選ppt全雙工中，一個節(jié)點可以在一個節(jié)點上向