浅谈RS485总线

来源：网络时间：2021-12-21 06:36:41

因RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。同时RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS485串行总线标准。RS485总线连接图RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

RS-485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

RS-485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。理论上，通信速率在100Kpbs及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而所差异。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理上RS485的最大传输距离可以达到9.6公里。如果真需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是5~10公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。

RS-485总线在使用中需要注意的情况：

（1）485信号线不可以和电源线一同走线。由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰，从而导致485信号不稳定，导致通信不稳定。

（2）485总线必须要接地。在很多技术文档中，都提到485总线必须要接地，但是没有详细的提出如何接地。严格的说，RS485总线必须单端可靠接地。单点就是整个485总线上只能是有一个点接地，不能多点接地，因为将其接地是因为要将地线（一般都是屏蔽线作地线）上的电压保持一致，防止共模干扰，如果多点接地适得其反。可靠接地时整个485线路的地线必须要有良好的接触，从而保证电压一致，因为在实际施工中，为了接线方便，将线剪成多段再连接，但是没有将屏蔽线作良好的连接，从而使得其地线分成了多段，电压不能保持一致，导致共模干扰。

（3）一般终端匹配采用终端电阻方法，RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻，终端电阻在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。传输距离小于300米的可不加终端电阻，单层屏蔽的电缆屏蔽层应一端接地；双层绝缘隔离型的电缆其屏蔽层其外层应单端接地，内层屏蔽则应单端接地。采用阻抗匹配，低衰减的RS485专用通道有利于通信。

终端电阻的使用

（4）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。

（5）RS485布线借助RS485集线器和RS485中继器可以任意布置成星型和树型。RS485布线规范是必须要手牵手的布线，一旦没有借助集线器和中继器直接布设成星型连接和树形连接，很容易造成信号反射导致总线不稳定。很多施工方在RS485布线过程中，使用了星型接线和树形接线，有的时候整个系统非常稳定，但是有的时候则总是出现问题，又很难查找原因，一般都是由于不规范布线所引起的。

（6）RS485信号线可以使用屏蔽线作为布线，也可以使用非屏蔽线作为布线。由于RS485信号是利用差模传输的，即由RS485+与RS485-的电压差来作为信号传输。如果外部有一个干扰源对其进行干扰，使用双绞线进行RS485信号传输的时候，由于其双绞，干扰对于RS485+，RS485-的干扰效果都是一样的，那电压差依然是不变的，对于RS485信号的干扰缩到了最小。同样的道理，如果有屏蔽线起到屏蔽作用的话，外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小。在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，RS485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。