RS485總線/RS485信號(hào)線/RS485屏蔽總線電纜
1.1 RS485 總線簡(jiǎn)介
RS-485 標(biāo)準(zhǔn)是由兩個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì)共同制訂和開發(fā)的,即EIA—電子工業(yè)協(xié)會(huì)和TIA—通訊工業(yè)協(xié)會(huì)。EIA 曾經(jīng)在它所有標(biāo)準(zhǔn)前面加上RS 前綴英文Rcommended standard 的縮寫,因此許多工程師一直延用這種名稱。
1.2 RS485 總線應(yīng)用場(chǎng)合
RS-485 總線作為一種多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范規(guī),已成為業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之一。這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信,它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長(zhǎng)度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法比擬的。正因?yàn)榇耍S多不同領(lǐng)域都采用RS-485 作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。例如:汽車電子、電信設(shè)備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)??梢砸姷骄哂蠷S-485 接口電路的設(shè)備。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛接受的另外一個(gè)原因是它的通用性RS-485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件電纜或協(xié)議,在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。
1.3 RS485 總線電氣性能
性能指標(biāo)
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RS485總線
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工作模式
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差分傳輸(平衡傳輸)
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允許的收發(fā)器數(shù)目
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32(受芯片驅(qū)動(dòng)能力限制)
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最大電纜長(zhǎng)度
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4000英尺(1219米)
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最高數(shù)據(jù)速率
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10Mbps
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最小驅(qū)動(dòng)輸出電壓范圍
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±1.5V
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最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓范圍
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±5V
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最大輸出短路電流
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250mA
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最大輸入電流
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1.0mA/12Vin
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-0.8mA/-7Vin
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驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗
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54歐
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輸入端電容
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≤50pF
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接收器輸入靈敏度
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±200mV
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接收器最小輸入阻抗
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12k
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接收器輸入電壓范圍
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-7V~+12V
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接收器輸出邏輯高
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>200mV
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接收器輸出邏輯低
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<200mV
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RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信:發(fā)送端將串行口的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)A,B兩路輸出,經(jīng)過(guò)線纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成TTL電平信號(hào)。由于傳輸線通常使用RIN≥12kΩ
2. 驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓
3.輸入端的電容≤50pF
4. 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè),配置了120Ω的終端電阻的情況下,驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān))
5.接收器的輸入靈敏度為200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V,表示信號(hào)"0";(V+)-(V-)≤-0.2V,表示信號(hào)"1")
因?yàn)镽S-485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)(32個(gè))以及傳輸線成本低的特性,使得EIA RS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)?;诖?,RS-485的自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,但是在實(shí)際工程中RS-485總線運(yùn)用仍然存在著很多問(wèn)題,影響了工程的質(zhì)量,為工程施工帶來(lái)了很多的不方便。
RS-485總線的理論
1.485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中,都提到485總線必須要接地,但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō),485總線必須要單點(diǎn)可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地,不能多點(diǎn)接地,因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€(一般都是屏蔽線作地線)上的電壓保持一致,防止共模干擾,如果多點(diǎn)接地適得其反??煽拷拥貢r(shí)整個(gè)485線路的地線必須要有良好的接觸,從而保證電壓一致,因?yàn)樵趯?shí)際施工中,為了接線方便,將線剪成多段再連接,但是沒(méi)有將屏蔽線作良好的連接,從而使得其地線分成了多段,電壓不能保持一致,導(dǎo)致共模干擾。
2.485信號(hào)線可以和強(qiáng)電電源線一同走線。在實(shí)際施工當(dāng)中,由于走線都是通過(guò)管線走的,施工方有的時(shí)候?yàn)榱藞D方便,直接將485信號(hào)線和電源線綁在一起,由于強(qiáng)電具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾,從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定。
3.選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網(wǎng)線就可以。由于原材料價(jià)格上漲,導(dǎo)致現(xiàn)在市場(chǎng)上的線材魚龍混雜,有不良商人利用某種合金來(lái)頂替銅絲來(lái)做網(wǎng)線,在外面鍍銅以蒙混客戶。具體區(qū)別方法:看網(wǎng)線截面,如果是銅色的話,就是銅絲,如為白色,則是用合金以次充好。合金一般比較脆,容易斷,而且導(dǎo)電性遠(yuǎn)不如銅絲,很容易在工程施工中造成問(wèn)題。線材一般那建議選擇標(biāo)準(zhǔn)的485線,其為屏蔽雙絞線,傳輸線不是像網(wǎng)線那樣為單股的銅絲,而是多股銅絲絞在一起形成一根線,從而即使某根小銅絲斷掉,也不會(huì)影響整個(gè)的使用。
4.485信號(hào)線可以使用平行線作為布線,也可以使用非屏蔽線作為布線。由于485信號(hào)是利用差模傳輸?shù)模从?85+與485-的電壓差來(lái)作為信號(hào)傳輸。如果外部有一個(gè)干擾源對(duì)其進(jìn)行干擾,使用雙絞線進(jìn)行485信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候,由于其雙絞,干擾對(duì)于485+,485-的干擾效果都是一樣的,那電壓差依然是不變的,對(duì)于485信號(hào)的干擾縮到了最小。同樣的道理,如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話,外部干擾源對(duì)于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。
5.485布線可以任意布設(shè)成星型接線與樹形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線,一旦沒(méi)有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹形連接,很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在485布線過(guò)程中,使用了星型接線和樹形接線,有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定,但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問(wèn)題,又很難查找原因,一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。如果由于現(xiàn)場(chǎng)的限制,必須要進(jìn)行星型連接或者樹形連接,可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集線器和485中繼器解決相關(guān)問(wèn)題,相關(guān)參考頁(yè)面如下:485總線星型連接,485總線樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
RS485總線布線規(guī)范
1、 阻抗不連續(xù)
信號(hào)在傳輸過(guò)程中如果遇到阻抗突變,信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射,這種信號(hào)反射的原理,與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法,就是盡量保持傳輸線阻抗連續(xù),實(shí)際工程中在電纜線的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻的原理就是為了減小信號(hào)反射。
從理論上分析,在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻,就能有效的減少信號(hào)反射。但是,在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中,由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān),特性阻抗不可能與終端電阻完全相等,因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?,歸根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào),導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。這種情況是無(wú)法改變的,只有盡量去避免它。
2、RS-485接地問(wèn)題
僅僅用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的A、B端連接起來(lái),而不對(duì)RS-485通信鏈路的信號(hào)接地,在某些情況下也可以工作,但給系統(tǒng)埋下了隱患。RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)并不需要對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)系統(tǒng),只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但應(yīng)該注意的是收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍(-7V至+12V)的條件下才能正常工作。當(dāng)共模電壓超出此范圍,就會(huì)影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示,當(dāng)發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送器A的輸出共模電壓為VOS,由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)存在著地電位差VGPD,那么接收器輸入端的共模電壓就會(huì)達(dá)到VCM=VOS+VGPD。RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOS≤3V,但VGPD可能會(huì)有很大幅度(十幾伏甚至數(shù)十伏),并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)致使接收器共模輸入VCM超出正常圍,在信號(hào)線上產(chǎn)生干擾電流輕則影響正常通信,重則損壞設(shè)備。
3、RS-485的總線結(jié)構(gòu)及傳輸距離
RS-485支持半雙工或全雙工模式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò),最好采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)。從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。在使用RS485接口時(shí),對(duì)于特定的傳輸線經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上,在實(shí)用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的。
1.4 RS485 總線缺點(diǎn)
● RS485 總線的通訊容量較少,理論上最多僅容許接入32 個(gè)設(shè)備,不適于以樓宇為結(jié)點(diǎn)
的多用戶容量要求。
● RS485 總線的通訊速率低,常用波特率為9600bps。而且其速率與通訊距離有直接關(guān)系,
當(dāng)達(dá)到數(shù)百米以上通訊距離時(shí),其可靠通訊速率<1200bps。
● RS485 芯片功耗較大,靜態(tài)功耗達(dá)到2-3mA,工作電流(發(fā)送)達(dá)到20mA,若加上偏置電阻及終端電阻,工作電流會(huì)更大。增加了線路電壓降,不利于遠(yuǎn)程布線。
● RS485 總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)只能以串行布線,不能構(gòu)成星形等任意分支。串行布線對(duì)于小區(qū)實(shí)際布線設(shè)計(jì)及施工造成很大難度,不遵循串行布線規(guī)則又將大大降低通訊的穩(wěn)定性。
● RS485 總線自身的電氣性能決定了其在實(shí)際工程應(yīng)用中穩(wěn)定性較差,在多節(jié)點(diǎn)、長(zhǎng)距離
場(chǎng)合需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗匹配等調(diào)試,增添工程復(fù)雜性。
● RS485 總線通常不帶隔離,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓,
而且又難以判斷其故障位置。
● RS485 總線采用主機(jī)輪詢方式,這樣會(huì)造成以下的弊端:
1) 通信的吞吐量較低,不適用于通信量要求較大(或平均通信量較低,但呈突發(fā)式的)
場(chǎng)合。
2) 系統(tǒng)較大時(shí),實(shí)時(shí)性較差。
3) 主機(jī)不停地輪詢各從機(jī),每個(gè)從機(jī)都必須對(duì)主機(jī)的所有查詢作出分析,以決定是否回應(yīng)主機(jī),勢(shì)必增加各從機(jī)的系統(tǒng)開銷。
4) 當(dāng)從機(jī)之間需要進(jìn)行通信時(shí),必須通過(guò)主機(jī),增加了從機(jī)間通信的難度及主機(jī)負(fù)擔(dān)。
● RS485 總線長(zhǎng)距離傳輸(1200 米以上)時(shí)一般暴露于戶外,極易因?yàn)槔讚舻仍蛞脒^(guò)電壓。RS485 收發(fā)器工作電壓較低(5V 左右),其本身耐壓也非常低(-7V~+12V),一旦
過(guò)壓引入,就會(huì)擊穿損壞。通信節(jié)點(diǎn)受損后無(wú)法恢復(fù),因此必須采取多種措施加以保護(hù)。
1.5 RS485 總線安裝布線注意事項(xiàng)
● 采用一條雙絞線電纜作總線,將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái),從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。
● 注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜、某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在
一起安裝,再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。
● RS485 總線當(dāng)空閑或開路時(shí),會(huì)導(dǎo)致接收器誤觸發(fā)。因此接收器一端應(yīng)加偏置電阻,將總線設(shè)定在一個(gè)確定的狀態(tài)。
● RS485 總線長(zhǎng)距離通訊時(shí)由于阻抗不匹配會(huì)引起信號(hào)反射,必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻(通常為120 Ω ),使電纜的阻抗連續(xù)。
● RS485 接地注意事項(xiàng):
1) 共模干擾問(wèn)題:RS-485 接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。RS-485 收發(fā)器共模電壓范圍為-7~+12V。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓
超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠,甚至損壞接口。
2) EMI 電磁干擾問(wèn)題:發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路,如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地),就會(huì)以輻射的形式返回源端,整個(gè)總線就會(huì)像一
個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。
因此整個(gè)RS-485 網(wǎng)絡(luò)必須有一條低阻的信號(hào)地將兩個(gè)接口的工作地連接起來(lái),使共模干擾電壓被短路。
● RS485 總線長(zhǎng)距離通訊時(shí)易受強(qiáng)信號(hào)干擾,所以應(yīng)加保護(hù)措施,可選擇的方法如下:
1) 隔離保護(hù)方法:
采用高頻變壓器、光耦等元件實(shí)現(xiàn)接口的電氣隔離。將瞬態(tài)高壓轉(zhuǎn)移到隔離接口中
的電隔離層上,不會(huì)產(chǎn)生損害性的浪涌電流,起到保護(hù)接口的作用。
2) 旁路保護(hù)方法:
利用瞬態(tài)抑制元件(如TVS、MOV、氣體放電管等)將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地。
● RS485 總線上每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)上采取保護(hù)措施,如:在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的A、B 線上串聯(lián)一個(gè)10
歐姆的隔離電阻,可以防止某個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞后影響整條線路的通信功能
1.6 RS485 總線節(jié)能方法
● 減小每幀數(shù)據(jù)發(fā)送量。
● 收發(fā)器處于空閑模式時(shí)必須關(guān)閉它的發(fā)送驅(qū)動(dòng)器,以減小功率消耗。
● 選擇具有失效保護(hù)功能的低功耗器件(不需加偏置電阻)。
● 通訊距離短、通訊速率不高的場(chǎng)合不需加終端電阻。
● 網(wǎng)絡(luò)終端采用RC 阻容匹配或肖特基二極管方式代替終端電阻可有效減小電流消耗。
RS485 電路基本接線如圖 0.1 所示:
在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度,能檢測(cè)低至200mV的電壓,故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 RS-485采用半雙工工作方式,任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài),因此,發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便,可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。
RS485總線由于其布線簡(jiǎn)單,穩(wěn)定可靠從而廣泛的應(yīng)用于視頻監(jiān)控,門禁對(duì)講,樓宇報(bào)警等各個(gè)領(lǐng)域中,但是,在RS485總線布線過(guò)程中由于有很多不完全準(zhǔn)確的概念導(dǎo)致出現(xiàn)很多問(wèn)題?,F(xiàn)在將一些錯(cuò)誤的觀念作出一些澄清。
RS485信號(hào)線不可以和電源線一同走線。在實(shí)際施工當(dāng)中,由于走線都是通過(guò)管線走的,施工方有的時(shí)候?yàn)榱藞D方便,直接將485信號(hào)線和電源線綁在一起,由于強(qiáng)電具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾,從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定。
rs485信號(hào)線可以使用屏蔽線作為布線,也可以使用非屏蔽線作為布線。由于rs485信號(hào)是利用差模傳輸?shù)?,即由rs485+與rs485-的電壓差來(lái)作為信號(hào)傳輸。如果外部有一個(gè)干擾源對(duì)其進(jìn)行干擾,使用雙絞線進(jìn)行rs485信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候,由于其雙絞,干擾對(duì)于rs485+,rs485-的干擾效果都是一樣的,那電壓差依然是不變的,對(duì)于rs485信號(hào)的干擾縮到了最小。同樣的道理,如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話,外部干擾源對(duì)于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。
選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網(wǎng)線就可以。由于原材料價(jià)格上漲,導(dǎo)致現(xiàn)在市場(chǎng)上的線材魚龍混雜,有不良商人利用某種合金來(lái)頂替銅絲來(lái)做網(wǎng)線,在外面鍍銅以蒙混客戶。具體區(qū)別方法:看網(wǎng)線截面,如果是銅色的話,就是銅絲,如為白色,則是用合金以次充好。合金一般比較脆,容易斷,而且導(dǎo)電性遠(yuǎn)不如銅絲,很容易在工程施工中造成問(wèn)題。線材一般那建議選擇標(biāo)準(zhǔn)的rs485線,其為屏蔽雙絞線,傳輸線不是像網(wǎng)線那樣為單股的銅絲,而是多股銅絲絞在一起形成一根線,從而即使某根小銅絲斷掉,也不會(huì)影響整個(gè)的使用。
RS485布線借助RS485集線器和RS485中繼器可以任意布設(shè)成星型接線與樹形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線,一旦沒(méi)有借助RS485集線器和RS485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹形連接,很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在RS485布線過(guò)程中,使用了星型接線和樹形接線,有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定,但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問(wèn)題,又很難查找原因,一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。
RS485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中,都提到RS485總線必須要接地,但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō),RS485總線必須要單點(diǎn)可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地,不能多點(diǎn)接地,因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€(一般都是屏蔽線作地線)上的電壓保持一致,防止共模干擾,如果多點(diǎn)接地適得其反??煽拷拥貢r(shí)整個(gè)RS485線路的地線必須要有良好的接觸,從而保證電壓一致,因?yàn)樵趯?shí)際施工中,為了接線方便,將線剪成多段再連接,但是沒(méi)有將屏蔽線作良好的連接,從而使得其地線分成了多段,電壓不能保持一致,導(dǎo)致共模干擾。
RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。 RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,現(xiàn)很少采用,現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式,這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。 理論上,通信速率在100Kpbs及以下時(shí),RS485的最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)1200米,但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,最多可以加八個(gè)中繼,也就是說(shuō)理論上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公里。如果真需要長(zhǎng)距離傳輸,可以采用光纖為傳播介質(zhì),收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器,多模光纖的傳輸距離是5~10公里,而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。 在低速、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線 RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差;
1. RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。
2. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗共模干擾能力增強(qiáng),即抗噪聲干擾性好。
3. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,實(shí)際上可達(dá) 3000米(理論上的數(shù)據(jù),在實(shí)際操作中,極限距離僅達(dá)1200米左右),另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器,即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。 因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。
在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí),應(yīng)注意如下幾點(diǎn):
(1)采用一條雙絞線電纜作總線,將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái),從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確,在短距離、低速率仍可能正常工作,但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高,其不良影響會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重,主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加,會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。
(2)應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜,或某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。
(3)485信號(hào)西安不能與電源線綁在一起,由于強(qiáng)點(diǎn)具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾,從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定
(4)485總線必須要接地,單點(diǎn)可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)RS485總線只能有一個(gè)點(diǎn)接地。 一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻,因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100~120Ω。這種匹配方法簡(jiǎn)單有效,但有一個(gè)缺點(diǎn),匹配電阻要消耗較大功率,對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。
當(dāng)距離遠(yuǎn)的時(shí)候,如果借助485 圖2 圖3 那種方法是正確的?
此時(shí),485是不是一個(gè)透明的部分?是不是單片機(jī)的程序和圖1是一樣的?
如果像圖4的接法,是不是變成了2個(gè)主站?這樣接會(huì)不會(huì)有危險(xiǎn)?
如果主機(jī)2接入總線前,主機(jī)1的的串口設(shè)置成普通IO口,這種危險(xiǎn)是否可以消除?
485節(jié)點(diǎn)在空閑的時(shí)候是否可以插拔?
如果你所說(shuō)的RXD,TXD是TTL的話,485則是485芯片的話,圖2和圖3不知道差異何在,是和主機(jī)的485的接線不同嗎?那應(yīng)該是圖2是正確的。
圖4的接法,是有問(wèn)題的,因?yàn)?85通信是一主多從的,多個(gè)主機(jī)就等于是多個(gè)領(lǐng)導(dǎo),如果他們沒(méi)有同時(shí)下發(fā)指令的話,那就問(wèn)題不大,如果同時(shí)下發(fā)指令的話,就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
485設(shè)備隨時(shí)可以插拔,不會(huì)燒毀設(shè)備。
在數(shù)據(jù)通信,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及分布式工業(yè)控制系統(tǒng)當(dāng)中,經(jīng)常需要使用串行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。目前,有RS-232,RS-485,RS-422幾種接口標(biāo)準(zhǔn)用于串行通信。RS-232是最早的串行接口標(biāo)準(zhǔn),在短距離(<15M),較低波特率串行通信當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。其后針對(duì)RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)的通信距離短,波特率比較低的狀況,在RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上又提出了RS-422接口標(biāo)準(zhǔn),RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)克服這些缺陷。下面詳細(xì)介紹RS-232,RS-422,RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-232串口標(biāo)準(zhǔn)是種在低速率串行通訊種增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式,即單端通訊。其收發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)都是相對(duì)于地信號(hào)的。所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線的分布電容,其傳輸距離最大約為15M,最高速率為20KBPS,且其只能支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。針對(duì)RS-232串口標(biāo)準(zhǔn)的局限性,人們又提出了RS-422,RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-485/422采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信:發(fā)送端將串行口的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)A,B兩路輸出,經(jīng)過(guò)線纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成TTL電平信號(hào)。由于傳輸線通常使用雙絞線,又是差分傳輸,所以又極強(qiáng)的抗共模干擾的能力,總線收發(fā)器靈敏度很高,可以檢測(cè)到低至200mV電壓。故傳輸信號(hào)在千米之外都是可以恢復(fù)。RS-485/422最大的通信距離約為1219M,最大傳輸速率為10Mb/S,傳輸速率與傳輸距離成反比,在100Kb/S的傳輸速率下,才可以達(dá)到最大的通信距離,如果需傳輸更長(zhǎng)的距離,需要加485中繼器。RS-485采用半雙工工作方式,支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信。RS-485總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)。即采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái),不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)。如果需要使用星型結(jié)構(gòu),就必須使用485中繼器或者485集線器才可以。RS-485/422總線一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn),如果使用特制的485芯片,可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn),最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn).
公司其它電纜產(chǎn)品:
典型型號(hào):見電線電纜型號(hào)。來(lái)電即可咨詢當(dāng)前實(shí)時(shí)電纜價(jià)格。歡迎廣大客戶選購(gòu)。