RS-485总线前世今生;

一、RS232和RS485的区别

   RS-232采取的是单端不平衡传输方式，其收发端的数据信号都是相对于地信号的，所以共模抑制能力 差。再加上双绞线分布电容的影响，其最大传输距离仅为15米，最高传输速率只有20kbit/s(=2560Byte/s)。

485总线采用了平衡发送和差分接收接口标准，使用半双工工作方式。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，经过双绞线传输到接收端后，再将差分信号还原成TTL电平信号。因此具有极强 的抗共模干扰能力，加之总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV的电压。故传输信号经过千米以上的衰减后都可以完好恢复。在100kbit/s的 传输速率下，通信距离可以达到1200米左右。如果通信距离较短，其最大传输速率可达10Mbit/s。如果需传输更长的距离，需要增加485中继器。

二、RS485组线方式2.485总线的特点

RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。

如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器。

RS-485/422总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的 485芯片，可以达到256个节点或更多。

三. 485总线布线规则

   为了避免数据传输错误，在485总线的布线设计和施工中，应特别注意以下几点：

       3.1、屏蔽干扰

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采用外加屏蔽层的双绞线，屏蔽层应在一个点可靠接地。

       3.1、特殊时侯使用光电隔离中断器

在工业现场应用中，如果现场干扰源非常复杂，各节点之间可能存在很高的共模电压。

虽然485接口使用的是差分传输方式，具有抗共模干扰能力。

但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，就超过了485接收器的极限接收电压，接收器将无法工作，甚至可能烧毁芯片和设备。此时，应在485总线网络中使 用485光隔离中继器，从而消除共模电压的影响。

3.2、终端匹配120R电阻

短距离这内，无需接这个电阻；但是当总线内的RS485设备多，并且传输距离长，485总线网络上会产生回波反射信号，建议在485网络的开始端和结束端并接120Ω电阻。

建议：如果485总线的传输距离超过100米，要装这个电阻；

 

　　四、 485星形总线布线（须借助485中断器）

   虽然485不能接成星形或环形，只能接成总线拓朴布线，但是拓朴型接线，出故障时不易排查，布线也不方便；

为了提高前期施工布线效率，为了有利于查故障和维修，那么我们可以从广议上接成星形总线，但是必须借助RS485中断器；

 485总线星形拓扑结构

 
485总线树型拓扑结构

五. 标准的拓线式接线方法

       这是标准的RS485总线接线方式，有的会使用RS485中断器，有的会使用RS485集线器；

       在单一的RS485总线网络内，最好能在网络的首端设备和尾端之间接120R电阻，以保证RS485总线的稳定性；如果不接有的时候也没关系，但是距离长了以后，可能抗干扰能力就会减弱；

    　　120R终端匹配电阻标准接法： 485总线网络的首端设备和末端设备上各接一个120欧姆的终端电阻，该电阻并接在485总线的正负两线之间。如下图所示：

无RS485中断器，拓朴总线

 

有RS485中断器，拓朴总线 

 

 

RS485集线器，拓朴总线

 六、偏置电路

              1、关于偏置电路中的上下拉电阻，一般只在主机中使用，在从机不需要接这上拉下拉电阻；

 

2、如何计算：

485在同一个总线上只能有一处上下拉，两个120Ω终端电阻。按485设计标准挂32个设备，每个设备阻抗>12k.  32个12K并联为 375Ω，375和2个120Ω并联，总负载为52Ω左右，因此你的上下拉电阻和这个52Ω串在一起，两端电压为5V，52欧姆上要分得电压至少要 200mV以上，上下拉为624欧姆左右。大于这个值都会导致最大负载下空闲总线电平压差低于200mv，为不确定状态。

 

3、排除问题1

线长会出现问题，线短没问题，一般是终端电阻的原因。同样相同的距离，低波特率正常，高波特率错误，也是终端电阻的原因。你以前正常，不代表你设计没问题。最简单的办法，用示波器看波形，绝对有反射，波形变形。

 

              4、排除问题2

485布线采用线性拓扑结构，终端要加在起始端和末尾端，你主站在哪里无所谓。主站也是个485设备，和从站一样的。两个终端电阻需要加在线路的首端和末 端。你应该用示波器看看波形，再确定采取何种操作。如果波形变形，电压幅值是够的，则是终端匹配问题。如果波形没有变形，但是电压幅值不够，则是你的 485驱动能力不足。更换485 IC即可。

曾经对于485加强驱动能力做过这样两种尝试，①末端增加上下拉电阻②末端增加匹配电阻，都能达到加强485驱动能力的效果。

 

              5、关于偏置电中的来由

                     上下拉电阻的专业术语叫”偏置电路",它的作用是在总线上所有节点处于接收状态时，保持总线电压为高电平。 RS485的规范里面高电平是压差大于200mV.

当你考虑最坏的情况，就是负载最大的时候52Ω，也需要偏置电路中这个52欧姆总负载上的电压差要大于200mv，低于200mv时RS485接收器的输出状态是不确定的。

当然现在有很多的485芯片都有空闲(压差小于200mv)输出信号保持高电平的功能。偏置电路的存在使得你设计的电路对所有的485芯片来说，都可以让它空闲输出保持高电平。

当然如果你要更深入地考虑485接收器滞回电压，总线信号干扰等因数时，你需要适当地大于200mv这个值。

485测试时，各种参数测试条件都是在最大负载下为54Ω的测试结果，他们测试的终端电阻为125欧姆，375并两个125及为54.1欧姆。但一般实际应用中终端电阻选择的是120欧姆。