一、前语
在工业操控、电力通讯、智能仪表等领域中，一般运用串行通讯办法进行数据交换。开始的RS232接口，因为外界使用环境等要素，经常因电气搅扰而导致信号传输过错。除此之外，RS232接口只能完成点对点的通讯办法，不具备联网功用，并且其最大传输间隔仅有15米，不能满意远间隔通讯要求。RS485则处理了这些问题，数据信号选用差分传输办法，最大传输间隔约为1219米，答应多个发送器衔接到同一条总线上。
考虑到节能、低功耗等原因，体系电压由传统的5V转为3.3V，因而3.3V供电的RS485接口应运而生。
二、RS-485规范概述
RS-485数据信号选用差分传输办法，收、发端经过平衡双绞线将A-A与B-B对应相连。当线路A高于线路B电平(VA-VB>+200mV)时，接纳端输出为逻辑高电平(RO=1);当线路A低于线路B电平(VA-VB-200mV)时，接纳端输出为逻辑低电平(RO=0)。当驱动器的输入端逻辑电平为高(DI=1)时，线路A电平高于线路B电平;当驱动器的输入端逻辑电平为低(DI=0)时，线路A电平低于线路B电平。见图1。
三、低压RS-485网络电路的规划要害
1、共模搅扰
RS-485 接口选用差分办法传输信号，一般收发器能够接受的共模电压规模为-7V至+12V，一旦共模电压超出此规模，将会影响通讯的可靠性，乃至损坏接口。因为每个体系都会有独立的地回路，在远间隔通讯条件下，体系间的地电位差VGPD将会很大。发送器的输出共模电压为VOC,那么接纳器输入端的共模电压VCM=VOC+VGPD，RS-485规范规则VOC小于等于3V，但VGPD的起伏可达十几伏乃至数十伏，并或许伴有强搅扰信号，导致接纳器的共模输入VCM超出正常规模，并在信号线上发生搅扰电流。处理此类问题的办法是：
a、经过带阻隔的DC-DC将体系电源和RS-485收发器的电源阻隔，如图2所示;
b、经过光耦将信号阻隔，减小共模电压的影响。
选用该办法时，总线收发器的信号线和电源线与本地信号的电源是彼此阻隔的。
2、光耦阻隔电路
光耦往往是约束通讯数据波特率的主要要素，关于低速传输，可选用PS250、TIL117等。在高速电路规划中，能够考虑选用6N137、6N136等高速光耦，优化电路参数规划。光耦阻隔示意图如图3所示。图3中，电阻R3、R4假如选获得较大，将会使光耦的发光管由截止进入饱满状况的速度变慢;假如选获得过小，退出饱满将会变慢。不同类型的光耦及驱动电路，使得这两个电阻的数值略有差异，阻值的选取一般由试验来确认。
图3：光耦阻隔示意图
3、端接电阻
RS-485数据信号选用差分传输办法，信号在转化期间和转化之后会发生反射。数据的传输速率较低或许通讯间隔较近时，反射持续时刻较短，对接纳的逻辑电平没有影响，能够不必终端匹配。相反，假如数据的传输速率高或许通讯间隔较远时，反射持续时刻较长，则需求对总线进行终端匹配。
那么究竟在怎样的数据速率和电缆长度时需求进行总线匹配呢?一条经验性的原则是：当信号的转化时刻(上升或下降时刻)超越电信号沿总线单向传输所需时刻的3倍以上时无需进行终端匹配。
终端匹配有以下两种计划：
a、电阻匹配，在RS-485总线电缆的始端和结尾都并接终端电阻。端接电阻取120Ω，与双绞线电缆特性阻抗匹配。该计划比较简单，现在最为遍及。如图4所示。该计划的坏处在于，匹配电阻对功率耗费较大，不太合适对功耗约束比较严厉的体系。
图4：端接电阻示意图
b、RC匹配，在总线直接串联一个电阻和电容。容值的选取与信号的传输速率有关，电路衔接办法如图5。因为电容的存在，减少了大部分的功率损耗，一起也影响了信号的传输速率。因而，容值的选取就显得比较要害。
图5：RC匹配示意图
4、毛病维护
RS-485网络中，当一切的收发器都作业在接纳形式时，总线处于闲暇状况。此刻总线上的差分电压VA-VB=0，接纳器输出处于未定义状况，然后导致UART接纳过错信息。除此之外，总线的断路、短路毛病，都会形成UART上接纳到过错信息。为了防止呈现以上过错，在总线上放置上、下拉电阻。图6为总线偏置电路。电阻R1、R2的挑选可根据下列计算办法得出，R1=R2=R，RT=120Ω(因为总线上终端和开始端各有1个120Ω终端电阻，所以RT0取值60Ω)，VA-VB=Vcc*RT/(2R+RT0)，应满意VA-VB>200mV，低压传输时，取Vcc=3.3V，那么R=465Ω。
5、瞬态维护
实践使用中，RS-485总线上经常会遇到雷击、静电、电源动摇等状况，因为传输线对高频信号相当于电感，因而关于高频瞬态搅扰，接地线等同于开路。瞬态搅扰尽管持续时刻时间短，但或许会有成百上千伏的电压。一般在切换大功率理性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会发生起伏很高的瞬态搅扰，假如不加以恰当防护或许会引起通讯接口器材的损坏。一般状况下，会采纳旁路维护办法，如图7所示。
