RS485教程

RS485教程

RS485电气标准共经历了RS232和RS422两种标准的发展,它继承了RS422绝大部分的特点,并且还具备RS232所不具有的联网功能。相比于另外两种标准,RS485标准的设备性能得到了极大的提高。

其一个驱动器的驱动能力至少可以驱动32个接收器,阻抗越高,可驱动的接收器数量越多。一般情况下,各个设备只有在进行数据传输时才会导通线路驱动器,并且在其高阻抗状态下,驱动器会停止工作,以保证其他设备能进行正常数据传输。现在,RS485标准的设备在市场上的受欢迎程度要远远高于RS232和RS422这两种标准的设备。今天,我们就从其工作原理和参数方面来详细了解下,RS485到底有哪些特别之处。

平衡差分方式

RS485接口是采用平衡差分方式来实现信号传输的,可常见应用于双绞线上。通过两线之间的电压差,平衡驱动器和差分接收器能顺利实现数据的发送和接收。根据这种电压差极性的定义,逻辑“1”代表的极性是正,而“0”所代表的极性则是负。(一般情况下,带有“+”的电缆电压高于带有“-”的电缆电压时,极性为正,反之为负。)一般,RS485的电压都在(2~6)V之间,相比于RS-232-C的电压大大降低,不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。另外,它的噪声容限在±0.2V之间,抗干扰能力强。

终端电阻

根据通信传输原理,数据在传输时,会在终端受阻抗的影响而终止传输。因为高频信号传输时,信号波长相对传输线较短,信号在传输线终端会形成反射波,干扰原信号,所以需要在传输线末端加终端电阻,使信号到达传输线末端后不反射。下图展示了三种终端阻抗的方式。

一个没有终端电阻的网络通常具备低功耗、低成本及易于搭建的优点,但在享受它带来的好处的同时,我们也必须要忍受其线缆传输距离短和数据传输速率慢的缺点。所以,这种没有终端电阻的网络并不是很瘦人们欢迎。但是,对于一个传输速率在19,200 bps、最大通信距离在100m左右的无终端阻抗网络,人们也还是会勉强接受。

并联终端是在信号源端阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。它共有单电阻和双电阻两种形式。单电阻形式下,网络只有一个驱动器,终端电阻必须位于网络的远端,这种形式通常适用于全双工RS485网络。双电阻形式需要两个原件,要求的电流驱动能力比单电阻形式小,信号传输的完整性更高,但缺点是功耗大。

电缆长度和数据速率

RS485规定的最大电缆传输长度为1200m,其最大数据传输速率则需要结合多方面原因来判断,如设备性能、电容和终端电阻等。电缆长度越长,数据传输速率就越低。据飞速光纤(FS.COM)一直以来的经验来判断,如果电缆长度(单位m)乘以数据速率(单位bps)的值小于一亿时,所建的网络系统基本不会出现什么问题。

RS485总线可支持的最大设备数量

RS485标准并没有明确规定其总线可支持的最大设备数量,但是我们可以从它的一些参数中大概的计算出来。其具体参数如下:

总线产生的负载电阻设备对总线产生的机组负荷RS485驱动器所能提供的最小电流值

根据这些参数,并将总线两端的终端电阻功耗考虑在内,我们大致可算出一个RS485总线最大可支持32个设备。不过,许多新RS485设备里的负载单位会小于一,通常是1/2、1/4或1/8的负载单位。如果在网络中使用负载单位仅为1/8的RS485设备,那么一个总线上可支持的设备数量可达256。当然,如果使用特制的485芯片,其可支持的最大设备数量可达400。

RS485应用

现在市场上有很多设备都带有RS485接口,像转换器等。这种设备都具有转换通信标准的功能,可实现性能的最优化。例如,RS23/RS485转换器,可实现全双工RS232网络向半双工RS485网络转化。飞速光纤(FS.COM)提供多种多样的RS485转换器,如RS485到单模双工转换器、RS485/RS422多模双工转换器,具有高带宽和强大的电磁抗干扰能力,极具性价比。

总之,RS485的出现极大地满足了企业信息化的需要,解决了RS232和RS422所不能解决的问题。但我们还应认识到,RS-485总线不具有开放式互联网的特点,还不能构成全开放分布式的互联通信网络系统。技术仍在发展,我们期待这一问题早日解决。

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