根据Modbus协议的串口通讯程序——(RS485总线体系应用之3)

1.前语

在工业测控和数据收集体系的数据通讯中，需求运用计算机通过串行接口与测控网中的设备进行数据或指令传输。截止到目前为止，被广泛运用的串行通讯接口有RS-232、RS-485/422等。

RS-232是最早的串行接口，运用于低波特率的串行通讯。RS-232采纳的是单端不平衡传输办法，其收发端的数据信号都是相对于地信号的，所以共模按捺才能差。再加上双绞线分布电容的影响，其最大传输间隔仅为15米，最高传输速率只要20kbit/s(=2560Byte/s)，并且只支撑点对点通讯。

为战胜RS-232串口的通讯间隔短、波特率低的缺陷，后来推出了RS-485/422接口标准(以下简称485总线)。因为485总线的先进性，很快在工业测控等范畴得到了广泛地运用。

2. 485总线的特色

485总线选用了平衡发送和差分接纳接口标准。在发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号由A、B两线输出，通过双绞线传输到接纳端后，再将差分信号还原成TTL电平信号。因而具有极强的抗共模搅扰才能，加之总线收发器灵敏度很高，能够检测到低至200mV的电压。故传输信号通过千米以上的衰减后都能够无缺康复。在100kbit/s的传输速率下，通讯间隔能够到达1200米左右。假如通讯间隔较短，其最大传输速率可达10Mbit/s。假如需传输更长的间隔，需求添加485中继器。RS-485选用半双作业业办法，支撑多点数据通讯。RS-485总线网络拓扑一般选用终端匹配的总线型结构。即选用一条总线将各个节点串接起来，不支撑环形或星型网络。假如需求运用星型结构，就有必要运用485中继器或许485集线器。RS-485/422总线一般最大支撑32个节点，假如运用特制的485芯片，能够到达256个节点或更多。

3. 485总线布线规矩

为了防止数据传输过错，在485总线的布线规划和施工中，应特别注意以下几点：

　　①.因为485总线传送的是一对差分信号，485网络上各设备之间的数据传输线最好选用外加屏蔽层的双绞线，屏蔽层应在一个点牢靠接地。

　　②.在工业现场运用中，假如现场搅扰源十分复杂，各节点之间或许存在很高的共模电压。尽管485接口运用的是差分传输办法，具有抗共模搅扰才能。可是当共模电压大于+12V或许小于-9V时，就超越了485接纳器的极限接纳电压，接纳器将无法作业，乃至或许焚毁芯片和设备。此刻，应在485总线网络中运用485光阻隔中继器，然后消除共模电压的影响。

　　③.跟着传输间隔的延伸，485总线网络上会发生回波反射信号。假如485总线的传输间隔超越100米，主张在485网络的开端端和完毕端并接120Ω电阻。

　　④.一般应选用手牵手的总线拓扑结构。最好不要选用星型拓扑结构。否则会发生反射信号，影响通讯质量。要尽量削减节点设备与骨干线路之间的间隔，假如在实践运用中有必要间隔较远，应运用485中继器接出一个485总线的分支。假如实践运用中必定要运用星型拓扑结构，则有必要运用485集线器。

⑤.有必要注重485总线的负载才能，影响负载才能的要素有：接在主计算机串口的485转换器的供电才能，通讯间隔，485数据线材的质量，波特率等。

无源型的485转换器是从计算机的串口窃电，供电力较差，带负载才能缺乏。假如485网络上的设备比较多，应运用带电源的485转换器。选用好的485专用通讯线缆，尽或许运用低的波特率。运用485中继器或许485集线器，都能够进步485总线的负载才能。

4. 485总线布线办法

在485总线的简略运用中，一般选用总线型的拓扑结构布线办法。可是在比较复杂的体系中，总线型拓扑结构的布线施工不光十分繁琐，并且还浪费了很多的连线。灵敏运用485集线器或485中继器，能够将总线型的拓扑结构衔接成星形或树型的拓扑结构。大大的方便了前期施工和后期的修理作业。

485总线星形拓扑结构

485总线树型拓扑结构

5. 120Ω电阻的衔接办法

在485总线的实践运用中，当传输间隔超越必定的长度时，总线的抗搅扰才能就会呈现下降，在这种情况下，就要在485总线的首尾两端接入120欧姆的终端匹配电阻，以确保485总线的稳定性。