当时自动控制系统中常见的网络,如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及ARCNet的物理层都是根据RS-485的总线规范,所以从硬件开发视点很有必要对RS-485的总线进行总结和研讨。
RS-485电气规则
因为RS-485是从RS-422基础上开展而来的,所以RS-485许多电气规则与RS-422相仿。如都选用平衡传输办法、都需求在传输线上接终接电阻等。RS-485能够选用二线与四线办法,二线制可完成真实的多点双向通讯,见图1。
而选用四线衔接时,与RS-422相同只能完成点对多的通讯,即只能有一个主(Master)设备,其他为从设备,但它比RS-422有改善, 不管四线仍是二线衔接办法总线上可多接到32个设备。见图2。
RS-485的网络装置留意关键
RS-485(RS232转RS485)支撑32个节点,因而多节点构成网络。网络拓扑一般选用终端匹配的总线型结构,不支撑环形或星形网络。在构建网络时,应留意如下几点:
1.选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。图8所示为实践运用中常见的一些过错衔接办法(a,c,e)和正确的衔接办法(b,d,f)。a,c,e这三种网络衔接虽然不正确,在短间隔、低速率仍或许正常作业,但随着通讯间隔的延伸或通讯速率的进步,其不良影响会越来越严峻,首要原因是信号在各支路结尾反射后与原信号叠加,会形成信号质量下降。
2.应留意总线特性阻抗的接连性,在阻抗不接连点就会发生信号的反射。下列几种状况易发生这种不接连性:总线的不同区段选用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起装置,再者是过长的分支线引出到总线。
总归,应该供给一条单一、接连的信号通道作为总线。
影响RS-485总线通讯速度和通讯可靠性的三个要素
在通讯电缆中的信号反射
在通讯过程中,有两种原因导致信号反射:阻抗不接连和阻抗不匹配。
阻抗不接连,信号在传输线结尾忽然遇到电缆阻抗很小乃至没有,信号在这个当地就会引起反射,如图3所示。
这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是类似的。消除这种反射的办法,就必须在电缆的结尾跨接一个与电缆的特性阻抗相同巨细的终端电阻,使电缆的阻抗接连。因为信号在电缆上的传输是双向的,因而,在通讯电缆的另一端也要跨接一个相同巨细的终端电阻,如图4所示。
从理论上剖析,在传输电缆的结尾只需跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻,就再也不会呈现信号反射现象。可是,在实践运用中,因为传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等运用环境有关,特性阻抗不或许与终端电阻彻底持平,因而或多或少的信号反射还会存在。
引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射,首要表现在通讯线路处在闲暇办法时,整个网络数据紊乱。
RS-485传输线上匹配的一些阐明
对RS-485总线网络一般要运用终接电阻进行匹配。但在短间隔与低速率下能够不必考虑终端匹配。那么在什么状况下不必考虑匹配呢?理论上,在每个接纳数据信号的中点进行采样时,只需反射信号在开端采样时衰减到足够低就能够不考虑匹配。但这在实践上难以把握,美国MAXIM公司有篇文章说到一条经验性的准则能够用来判别在什么样的数据速率和电缆长度时需求进行匹配: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倍以上时就能够不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483输出信号的上升或下降时刻最小为250ns,典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns(24AWG PVC电缆),那么只需数据速率在250kb/s以内、电缆长度不超越16米,选用MAX483作为RS-485接口时就能够不加终端匹配。