RS485在弱電工程中的應用有哪些？需要注意些什么

1、首先RS485接口的概念是什么？

簡單來說是一種電氣特性的標準，該標準由電信行業(yè)協(xié)會和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。使用該標準的數字通信網絡能在遠距離條件下以及電子噪聲大的環(huán)境下有效傳輸信號。RS-485使得廉價本地網絡以及多支路通信鏈路的配置成為可能。

RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式。

在弱電工程中，RS485通信一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。

深入的了解RS485的話，你會發(fā)現(xiàn)里面的知識確實有很多，那么我們就選擇一些平時在弱電中會考慮到的問題供大家了解學習。

2、RS-485電氣規(guī)定

由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來的，所以RS-485許多電氣規(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式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信。

RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12k劍鳵S-422是4k健；舊峽梢運礡S-485滿足所有RS-422的規(guī)范，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。

RS-485需要2個終接電阻，其阻值要求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300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。

3、RS-422與RS-485的網絡安裝注意要點

RS-422可支持10個節(jié)點，RS-485支持32個節(jié)點，因此多節(jié)點構成網絡。網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環(huán)形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：

1．采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。

2．應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。下列幾種情況易產生這種不連續(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發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

總之，應該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線。

4、采用RS485接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？

答：在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線經，從發(fā)生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數，這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜（線徑為0.51mm），線間旁路電容為52.5PF/M，終端負載電阻為100歐時所得出。

當數據信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時，則電纜長度被限制在1200M。實際上，圖中的曲線是很保守的，在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。

當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例如：當數據信號速率為600Kbit/S時，采用24AWG電纜，由圖可知最大電纜長度是200m，若采用19AWG電纜（線徑為0。91mm）則電纜長度將可以大于200m；若采用28AWG電纜（線徑為0。32mm）則電纜長度只能小于200m。

5、如何實現(xiàn)RS-485的多點通訊？

答：RS-485總線上任何時候只能有一發(fā)送器發(fā)送。半雙工方式，主從只能一個發(fā)。全雙工方式，主站總可發(fā)送，從站只能有一個發(fā)送。（靠和DE控制）

6、RS-485接口通訊時，在什么條件下需要采用終端匹配？電阻值如何確定？如何配置終端匹配電阻？

答：在長線信號傳輸時，一般為了避免信號的反射和回波，需要在接收端接入終端匹配電阻。其終端匹配電阻值取決于電纜的阻抗特性，與電纜的長度無關。

RS-485一般采用雙絞線（屏蔽或非屏蔽）連接，終端電阻一般介于100至140Ω之間，典型值為120Ω。在實際配置時，在電纜的兩個終端節(jié)點上，即最近端和最遠端，各接入一個終端電阻，而處于中間部分的節(jié)點則不能接入終端電阻，否則將導致通訊出錯。

7、RS-485接口為何在停止通信時接收器仍有數據輸出？

答：由于RS-485在發(fā)送數據完成后，要求所有的發(fā)送使能控制信號關閉且保持接收使能有效，此時，總線驅動器進入高阻狀態(tài)且接收器能夠監(jiān)測總線上是否有新的通信數據。

由于此時總線處于無源驅動狀態(tài)（若總線有終端匹配電阻時，A和B線的差分電平為0，接收器的輸出不確定，且對AB線上的差分信號的變化很敏感；若無終端匹配，則總線處于高阻態(tài)，接收器的輸出不確定）,容易受到外界的噪聲干擾。當噪聲電壓超過輸入信號門限時（典型值±200mV），接收器將輸出數據，導致對應的UART接收無效的數據，使緊接著的正常通訊出錯；另外一種情況可能發(fā)生在打開/關閉發(fā)送使能控制的瞬間，使接收器輸出信號，也會導致UART錯誤地接收。解決方法：

1）在通訊總線上采用同相輸入端上拉（A線）、反相輸入端下拉（B線）的方法對總線進行鉗位，保證接收器輸出為固定的"1"電平；2）采用內置防故障模式的MAX308x系列的接口產品替換該接口電路；3）通過軟件方式消除，即在通信數據包內增加2-5個起始同步字節(jié)，只有在滿足同步頭后才開始真正的數據通訊。

8、RS-485在通訊電纜中的信號衰減

第二個影響信號傳輸的因素是信號在電纜的傳輸過程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路。

電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導線產生。導線的電阻在這里對信號的影響很小，可以忽略不計。

9、分布電容對RS-485總線傳輸性能的影響

電纜的分布電容主是由雙絞線的兩條平行導線產生。另外，導線和地之間也存在分布電容，雖然很小，但在分析時也不能忽視。分布電容對總線傳輸性能的影響，主要是因為總線上傳輸的是基波信號，信號的表達方式只有"1"和"0"。在特殊的字節(jié)中，例如0x01，信號"0"使得分布電容有足夠的充電時間，而信號"1"到來時，由于分布電容中的電荷，來不及放電，(Vin+)-(Vin-)-還大于200mV，結果使接愛誤認為是"0"，而最終導致CRC校驗錯誤，整個數據幀傳輸錯誤。

由于總線上分布影響，導致數據傳輸錯誤，從而使整個網絡性能降低。解決這個問題有兩種方法：

（1）降低數據傳輸的波特率；

（2）使用分布電容小的電纜，提高傳輸線的質量。

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