RS485通信

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#信息与通信 #嵌入式硬件

于 2019-06-12 12:26:11 首次发布

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RS485通信基础知识：

电气特性：

1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。

2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。

3. 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（电流干扰信号）能力增强，即抗噪声干扰性好。

4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺（约1219米），实际上可达 3000米。

5.因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线（一般叫AB线），所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。

6.注意事项：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。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，原因：

（1）共模干扰（消除干扰的方法：采用屏蔽双绞线并有效接地）：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了，但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7到+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作；当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口；

（2）EMI（电磁兼容性）的问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

7.在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（即终端匹配电阻，用来抑制回波干扰，一般为120Ω）的RS485专用电缆，而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆。

网络布局：

1.RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。

2.RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器（485中继器是光隔离的RS-485/422的数据中继通信产品，可以中继延长RS-485/422总线网络的通信距离，增强RS-485/422总线网络设备的数目。可以将485总线进行光电隔离，防止共模电压干扰）或者485集线器才可以。

3.RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。

连接器：RS-485 的国际标准并没有规定RS485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者DB-9、DB-25 等连接器都可以。

主控器和最后一个节点中都加了一个匹配电阻，为了消除噪声，别问为什么，反正就是要加阻抗，485的这是电路特性。

RS485应用（MAX485）：

注：工作电压VCC为+5V。DE为高电平时DI有效，为低电平时DI高阻态。

RS－485方式构成的多机通信原理：.在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采用主从式结构：从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。（每个从机配置一个独有的地址，首先主机给某个从机发送请求命令，从机回复相关数据，以这样的方式轮询整个系统的从机。）

通信规则：由于RS－485通讯是一种半双工通讯，发送和接收共用同一物理信道。在任意时刻只允许一台单机处于发送状态。因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。半双工通讯对主机和从机的发送和接收时序有严格的要求。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通讯瘫痪，无法正常工作。要做到总线上的设备在时序上的严格配合，必须要遵从以下几项原则：

（1）复位时，主机都应该处于接收状态。

（2）控制端RE，DE的信号有效脉宽应该大于发送或接收一帧信号的宽度。（对单机来说，本机的接收模式和发送模式变换要有一定时间的延时，延时的时间长度取决于数据信号的长度，必须保证接收或发送完完整的数据帧后再变换成另一种模式）

（3）总线上所连接的各单机的发送控制信号在时序上完全隔开。

485发送数据代码：

void RS485_Send_Data(u8 *buf,u8 len)
{
   u8 t;
   RS485_TX_EN;
   for(t=0;t<len;t++)
   {
       USART_SendData(USART2,buf[t]);
printf("%x",buf[t]);
       while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!=SET);
       USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);
   }
   RS485_TX_DIS;
}