RS485接口、电缆、布网、终端电阻

RS485接口

RS485选用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表明“0”，- 6V～- 2V表明“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能完成点对点的通讯办法，现很少选用，现在多选用的是两线制接线办法，这种接线办法为总线式拓朴结构在同一总线上最多能够挂接32个结点。在RS485通讯网络中一般选用的是主从通讯办法，即一个主机带多个从机。许多状况下，衔接RS-485通讯链路时仅仅简略地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端衔接起来。而疏忽了信号地的衔接，这种衔接办法在许多场合是能正常作业的，但却埋下了很大的危险，这有二个原因：(1)共模搅扰问题： RS-485接口选用差分办法传输信号办法，并不需求相关于某个参照点来检测信号，体系只需检测两线之间的电位差就能够了。但人们往往忽视了收发器有必定的共模电压规模，RS-485收发器共模电压规模为-7～+12V，只需满意上述条件，整个网络才干正常作业。当网络线路中共模电压超出此规模时就会影响通讯的安稳牢靠，乃至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需求一个回来通路，如没有一个低阻的回来通道（信号地），就会以辐射的办法回来源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

因为PC机默许的只带有RS232接口，有两种办法能够得到PC上位机的RS485电路：（1）经过RS232/RS485转化电路将PC机串口RS232信号转化成RS485信号，关于状况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带阻隔珊的产品。（2）经过PCI多串口卡，能够直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。

RS485电缆

在一般场合选用一般的双绞线就能够，在要求比较高的环境下能够选用带屏蔽层的同轴电缆。在运用RS485接口时，关于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所答应的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据首要是受信号失真及噪声等影响所影响。理论上RS485的最长传输间隔能到达1200米，但在实践使用中传输的间隔要比1200米短，具体能传输多远视周围环境而定。在传输过程中能够选用添加中继的办法对信号进行扩大，最多能够加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输间隔能够到达9.6正义。如果然需求长间隔传输，能够选用光纤为传达介质，收发两头各加一个光电转化器，多模光纤的传输间隔是5~10公里，而选用单模光纤可达50公里的传达间隔。

RS485布网

网络拓扑一般选用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。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。有些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。

在RS485组网过程中另一个需求主见的问题是终端负载电阻问题，在设备少间隔短的状况下不加终端负载电阻整个网络能很好的作业但随着间隔的添加性能将下降。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。

一般终端匹配选用终端电阻办法， RS-485应在总线电缆的开端和结尾都并接终端电阻。终接电阻在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。这种匹配办法简略有用，但有一个缺陷，匹配电阻要耗费较大功率，关于功耗约束比较严厉的体系不太合适。别的一种比较省电的匹配办法是RC匹配。使用一只电容C间隔直流成分能够节约大部分功率。但电容C的取值是个难点，需求在功耗和匹配质量间进行折衷。还有一种选用二极管的匹配办法，这种计划虽未完成真实的“匹配”，但它使用二极管的钳位效果能敏捷削弱反射信号，到达改进信号质量的意图，节能效果显著。

终端电阻是为了消除在通讯电缆中的信号反射在通讯过程中，有两种信号因导致信号反射：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。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可跨接一个相同巨细的终端电阻。
引起信号反射的另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。
要削弱反射信号对通讯线路的影响，一般选用噪声按捺和加偏置电阻的办法。在实践使用中，关于比较小的反射信号，为简略便利，常常选用加偏置电阻的办法。