RS通讯基础知识

RS通讯基础知识第1页，共29页。RS通讯基础知识第2页，共29页。RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第3页，共29页。威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介1、串行通讯的基本概念数据通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种并行通信：传输方式：利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送特点：各数据位同时传送，传送速度快、效率高，但有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本高，且只适用于近距离（相距数米）的通讯第4页，共29页。串行通信：传输方式：利用一条传输线将数据一位位地顺序传送特点：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢，串行通讯的距离可以从几米到几千米威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介第5页，共29页。威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介2、串行通讯的数据传输方向根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种单工：站A站B信息只能单向传送半双工：信息能双向传送但不能同时双向传送全双工：信息能够同时双向传送站A站B站A站B第6页，共29页。RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第7页，共29页。威海北洋电气集团股份有限公司二、RS485通讯的特点1、RS485通讯标准的由来1969年，电子工业协会（EIA）制订并发布了RS232串行数据接口标准，并命名为EIA-232-ERS-422由RS-232发展而来，它弥补了RS-232通信距离短、速率低等缺点，全名为TIA/EIA-422-A标准1983年，电子工业协会（EIA）在RS-422基础上制定了RS-485标准，后命名为TIA/EIA-485-A标准注：由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓第8页，共29页。二、RS485通讯的特点2、与RS-232、RS-422相比，RS-485的特点威海北洋电气集团股份有限公司RS-232RS-422RS-485工作方式单端差分差分节点数1发1收1发10收1发32、128、256收数据传输方式全双工半双工半双工、全双工握手软件，硬件等软件，无硬件握手信号软件，无硬件握手信号最大传输电缆长度15m1200m1200m最大传输速率20Kbps10Mbps10Mbps最大驱动输出电平+/-25V-0.25V～+6V-7V～+12V驱动器输出信号电平

(负载最小值)负载+/-5V～+/-15V+/-2.0V+/-1.5V驱动器输出信号电平

(空载最大值)空载+/-25V+/-6V+/-6V接收器输入电压范围+/-15V-10V～+10V-7V～+12V接收器输入门限+/-3V+/-200mV+/-200mV接收器输入电阻(Ω)3K～7K4K(最小)≥12K第9页，共29页。RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第10页，共29页。三、RS485标准的电平特性1、最大驱动输出电平-7V≤VAB≤+12V2、发送端AB间的电压差VAB

：+2～+6V逻辑“1”-2～-6V逻辑“0”AB威海北洋电气集团股份有限公司第11页，共29页。接收端AB间的电压差VAB

：＞＋200mv

逻辑“1”＜－200mv逻辑“0”三、RS485标准的电平特性威海北洋电气集团股份有限公司第12页，共29页。RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第13页，共29页。四、RS-485网络的实现方式1、RS-485网络的拓扑结构网络拓扑结构种类：威海北洋电气集团股份有限公司

星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等RS-485一般采用：带有终端匹配的总线型结构（也称“手拉手”方式）第14页，共29页。2、RS-485网络的线材选择RS-485网络采用“屏蔽双绞线（STP）”组网

双绞线的优点：

抗干扰能力强

图中Is为干扰源，I11、I12、I21、I22为干扰电流，则总干扰电流I=I21

＋I22

－I11－I12,由于两段线路的条件相同，所以，总干扰电流I=0,所以只要设置合理的绞距，就能达到消除干扰的目的四、RS-485网络的实现方式威海北洋电气集团股份有限公司第15页，共29页。四、RS-485网络的实现方式威海北洋电气集团股份有限公司3、RS-485终端电阻的选择什么是终端电阻？在线型网络两端（相距最远的两个通信端口上），并联在一对通信线上的电阻终端电阻作用？根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度第16页，共29页。四、RS-485网络的实现方式

终端电阻的选择

终端电阻要根据网络所使用的线缆种类的特性阻抗来确定，普通双绞线的特性阻抗为120Ω，所以RS-485网络的终端电阻也选择120Ω。

在RS-485网络通讯距离较近（<300m)时，一般不使用终端电阻特性阻抗：一根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。该参数是由诸如导体尺寸、导体间的距离以及电缆绝缘材料特性等物理参数决定的威海北洋电气集团股份有限公司第17页，共29页。四、RS-485网络的实现方式4、RS-485偏置电阻的选择

偏置电阻的作用：

当总线空闲或开路时，利用偏置电阻将总线偏置在一个确定的状态（差分电压≥200mV），这样即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作

偏置电阻的大小：

电阻的典型值是1kΩ，具体数值随电缆的电容变化而变化威海北洋电气集团股份有限公司第18页，共29页。四、RS-485网络的实现方式另外，在RS-485总线上添加偏置电阻只是一种比较经典的方式，但它仍然不能解决总线短路时的问题，有些厂家将接收门限移到-200mV/-50mV，可解决这个问题。例如Maxim公司的MAX3080系列RS-485接口，不仅省去了外部偏置电阻，而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。威海北洋电气集团股份有限公司第19页，共29页。RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第20页，共29页。五、RS-485网络的工程施工1、正确理解RS-485的几个概念：485总线的通讯距离可以达到1200米

威海北洋电气集团股份有限公司★通讯线材优质达标★波特率为9600bps★只负载一台485设备

所以通常485总线实际、稳定的通讯距离往往达不到1200米。

如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。第21页，共29页。五、RS-485网络的工程施工485总线可以带32（或128、256）台设备进行通讯

★一般485芯片负载能力有三个级别―32台、128台和256台，整个485网络由指标较低的芯片确定。★由RS-485网络的通讯距离一样，理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。威海北洋电气集团股份有限公司第22页，共29页。五、RS-485网络的工程施工485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构？

★这种认识是不全面的，

485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式★其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证★485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线威海北洋电气集团股份有限公司第23页，共29页。五、RS-485网络的工程施工2、RS-485网络施工中的注意事项：★

485+和485－数据线一定要互为双绞，即使用双绞线。★条件允许的话，RS-485网络可采用“多股屏蔽双绞线”：多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试。

★485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。★设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好，以防止雷击、浪涌冲击等意外情况损坏485设备。★为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起。威海北洋电气集团股份有限公司第24页，共29页。威海北洋电气集团股份有限公司RS485通讯基础知识威海北洋电气集团股份有限公司一、串行通讯简介二、RS-485通讯的特点三、RS-485标准的电平特性四、RS-485网络的实现方式五、RS-485网络的工程施工六、RS-485接口电路的器件选型七、RS-485接口典型电路简介第25页，共29页。六、RS-485接口电路的器件选型1、常用的485芯片威海北洋电气集团股份有限公司MAXIM：MAX483、MAX485、MAX487、MAX3080～MAX3089；TI：SN65LBC184、SN75LBC184、SN75176、SN75276、SN75179、SN751802、应当着重了解485芯片的那些参数节点数：每个RS-485接口芯片的驱动器能驱动多少个标准RS-485负载节点数芯片型号32SN75176，SN75276，SN75179，SN75180，MAX485，MAX488，MAX490128SN75LBC184、SN65LBC184、MAX487，MAX1487256MAX1482，MAX1483，MAX3080～MAX3089第26页，共29页。六、RS-485接口电路的器件选型数据传输方式威海北洋电气集团股份有限公司半双工SN75176、SN75276、SN75LBC184、SN65LBC184、MAX485、MAX1487、MAX3082、MAX3085、MAX3088