RS485接口組成的半雙工網絡，一般是兩線製
，多采用屏蔽雙絞線傳輸，這種接線方式為總線式拓撲結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。我們知道，最初數據是模擬信號輸出簡單過程量，後來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現點對點的通信方式
，但這種方式不能實現聯網功能
，隨後出現的RS485解決了這個問題。為此本文通過問答的形式詳細介紹RS485接口。

 

一、什麼是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特點
？

答：由於RS-232-C接口標準出現較早，難免有不足之處

，主要有以下四點：

 

（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片
，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。

（2）傳輸速率較低

，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。

（3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模幹擾，所以抗噪聲幹擾性弱。

 

（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也隻能用在50米左右。針對RS-232-C的不足，於是就不斷出現了一些新的接口標準，RS-485就是其中之一，它具有以下特點：

1）RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2-6）V表示
；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2-6）V表示。接口信號電平比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。

2）RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps

3）RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合
，抗共模幹能力增強
，即抗噪聲幹擾性好。

4）RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線上隻允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。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備網絡。

5）因RS-485接口具有良好的抗噪聲幹擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡，一般隻需二根連線，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）。

 

二
、RS-485串行接口標準

由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線製可實現真正的多點雙向通信。

 

而采用四線連接時隻能實現點對多的通信，即隻能有一個主（Master）設備，其餘為從設備，但它比RS-422有改進
，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。

 

RS-485最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。隻有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。

 

RS-485需要2個終接電阻
，其阻值要求等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻
，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。

 

三、RS-485的網絡安裝注意要點

RS-485可支持32個節點
，多節點構成網絡。網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：

 

1
、采cai用yong一yi條tiao雙shuang絞jiao線xian電dian纜lan作zuo總zong線xian，將jiang各ge個ge節jie點dian串chuan接jie起qi來lai

，從cong總zong線xian到dao每mei個ge節jie點dian的de引yin出chu線xian長chang度du應ying盡jin量liang短duan，以yi便bian使shi引yin出chu線xian中zhong的de反fan射she信xin號hao對dui總zong線xian信xin號hao的de影ying響xiang最zui低di。所suo示shi為wei實shi際ji應ying用yong中zhong常chang見jian的de一yi些xie錯cuo誤wu連lian接jie方fang式shi（a
，c，e）和正確的連接方式（b，d
，f）。a，c，e這三種網絡連接盡管不正確，在短距離、低di速su率lv仍reng可ke能neng正zheng常chang工gong作zuo
，但dan隨sui著zhe通tong信xin距ju離li的de延yan長chang或huo通tong信xin速su率lv的de提ti高gao

，其qi不bu良liang影ying響xiang會hui越yue來lai越yue嚴yan重zhong
，主zhu要yao原yuan因yin是shi信xin號hao在zai各ge支zhi路lu末mo端duan反fan射she後hou與yu原yuan信xin號hao疊die加jia，會hui造zao成cheng信xin號hao質zhi量liang下xia降jiang。

 

2、應注意總線特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性：總線的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

 

總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線。

 

四、RS-485傳輸線上匹配的一些說明

對RS-485總zong線xian網wang絡luo一yi般ban要yao使shi用yong終zhong接jie電dian阻zu進jin行xing匹pi配pei。但dan在zai短duan距ju離li與yu低di速su率lv下xia可ke以yi不bu用yong考kao慮lv終zhong端duan匹pi配pei。那na麼me在zai什shen麼me情qing況kuang下xia不bu用yong考kao慮lv匹pi配pei呢ne

？理li論lun上shang
，在zai每mei個ge接jie收shou數shu據ju信xin號hao的de中zhong點dian進jin行xing采cai樣yang時shi

，隻zhi要yao反fan射she信xin號hao在zai開kai始shi采cai樣yang時shi衰shuai減jian到dao足zu夠gou低di就jiu可ke以yi不bu考kao慮lv匹pi配pei。

 

一般終端匹配采用終接電阻方法

，RS-485應在總線電纜的開始和末端都需並接終接電阻。終接電阻一般在取120Ω。相當於電纜特性阻抗的電阻
，因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效

，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對於功耗限製比較嚴格的係統不太適合。

 

另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配，利用一隻電容C隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容C的取值是個難點

，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。

 

還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現真正的“匹配”

，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質量的目的。節能效果顯著。

 

五、RS-485的接地問題

電子係統接地是很重要的，但常常被忽視。接地處理不當往往會導致電子係統不能穩定工作甚至危及係統安全。RS-485chuanshuwangluodejieditongyangyeshihenzhongyaode
，yinweijiedixitongbuhelihuiyingxiangzhenggewangluodewendingxing
，youqishizaigongzuohuanjingbijiaoeliehechuanshujulijiaoyuandeqingkuangxia，duiyujiedideyaoqiugengweiyange。

 

六

、采用RS485接口時

，傳輸電纜的長度如何考慮？

在使用RS485jiekoushi
，duiyutedingdechuanshuxianjing

，congfashengqidaofuzaiqishujuxinhaochuanshusuoyunxudezuidadianlanchangdushishujuxinhaosulvdehanshu，zhegechangdushujuzhuyaoshishouxinhaoshizhenjizaoshengdengyingxiangsuoxianzhi。zuidadianlanchangduyuxinhaosulvdeguanxiquxianshishiyong24AWG銅芯雙絞電話電纜（線徑為0.51mm）

，線間旁路電容為52。5PF/M，終端負載電阻為100歐時所得出。當數據信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時
，則電纜長度被限製在1200M。在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。

 

 

七、如何實現RS-485/422多點通訊

RS-485總線上任何時候隻能有一發送器發送。半雙工方式
，主從隻能一個發。全雙工方式，主站總可發送，從站隻能有一個發送。

 

八
、RS-485接口通訊時，在什麼條件下需要采用終端匹配
？電阻值如何確定？如何配置終端匹配電阻
？

zaichangxianxinhaochuanshushi
，yibanweilebimianxinhaodefanshehehuibo
，xuyaozaijieshouduanjieruzhongduanpipeidianzu。qizhongduanpipeidianzuzhiqujueyudianlandezukangtexing，yudianlandechangduwuguan。

 

RS-485一般采用雙絞線（屏蔽或非屏蔽）連接，終端電阻一般介於100至140Ω之間，典型值為120Ω。在zai實shi際ji配pei置zhi時shi
，在zai電dian纜lan的de兩liang個ge終zhong端duan節jie點dian上shang
，即ji最zui近jin端duan和he最zui遠yuan端duan，各ge接jie入ru一yi個ge終zhong端duan電dian阻zu，而er處chu於yu中zhong間jian部bu分fen的de節jie點dian則ze不bu能neng接jie入ru終zhong端duan電dian阻zu，否fou則ze將jiang導dao致zhi通tong訊xun出chu錯cuo。

 

九、RS-485網不知道最遠站點是哪一個
，應該如何接匹配電阻呢？

會出現這種情況，是由於用戶組成RS-485wangshi，meiyouzunxunzhandianzhizongxiandelianxianyingjinkenengduandeyuanze。ruguozongxianbuxianzunxunzheyiyuanze，jiubucunzaibuzhidaonagezhandianshizuiyuandewenti。erqieyaozhuyi，zheyangdebuxian
，xitongjianghuigongzuodebuhao。

 

十、RS-485接口為何在停止通信時接收器仍有數據輸出
？

由於RS-485在zai發fa送song數shu據ju完wan成cheng後hou，要yao求qiu所suo有you的de發fa送song使shi能neng控kong製zhi信xin號hao關guan閉bi且qie保bao持chi接jie收shou使shi能neng有you效xiao，此ci時shi，總zong線xian驅qu動dong器qi進jin入ru高gao阻zu狀zhuang態tai且qie接jie收shou器qi能neng夠gou監jian測ce總zong線xian上shang是shi否fou有you新xin的de通tong信xin數shu據ju。但dan是shi由you於yu此ci時shi總zong線xian處chu於yu無wu源yuan驅qu動dong狀zhuang態tai（若總線有終端匹配電阻時，A和B線的差分電平為0

，接收器的輸出不確定
，且對AB線上的差分信號的變化很敏感；若無終端匹配
，則總線處於高阻態，接收器的輸出不確定），容易受到外界的噪聲幹擾。當噪聲電壓超過輸入信號門限時（典型值±200mV）
，接收器將輸出數據，導致對應的UART接收無效的數據，使緊接著的正常通訊出錯
；另外一種情況可能發生在打開/關閉發送使能控製的瞬間，使接收器輸出信號，也會導致UART錯誤地接收。

 

解決方法：

1）在通訊總線上采用同相輸入端上拉（A線）
、反相輸入端下拉（B線）的方法對總線進行鉗位，保證接收器輸出為固定的“1”電平；

2）采用內置防故障模式的MAX308x係列的接口產品替換該接口電路；

3）通過軟件方式消除，即在通信數據包內增加2-5個起始同步字節，隻有在滿足同步頭後才開始真正的數據通訊。

 

十一、影響RS-485總線通訊速度和通信可靠性的三個因素

1、在通信電纜中的信號反射

在通信過程中
，有兩種信號因導致信號反射：阻抗不連續和阻抗不匹配。阻抗不連續，信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有
，信號在這個地方就會引起反射，如圖1所示。

 

這zhe種zhong信xin號hao反fan射she的de原yuan理li
，與yu光guang從cong一yi種zhong媒mei質zhi進jin入ru另ling一yi種zhong媒mei質zhi要yao引yin起qi反fan射she是shi相xiang似si的de。消xiao除chu這zhe種zhong反fan射she的de方fang法fa，就jiu必bi須xu在zai電dian纜lan的de末mo端duan跨kua接jie一yi個ge與yu電dian纜lan的de特te性xing阻zu抗kang同tong樣yang大da小xiao的de終zhong端duan電dian阻zu，使shi電dian纜lan的de阻zu抗kang連lian續xu。由you於yu信xin號hao在zai電dian纜lan上shang的de傳chuan輸shu是shi雙shuang向xiang的de，因yin此ci
，在zai通tong訊xun電dian纜lan的de另ling一yi端duan可ke跨kua接jie一yi個ge同tong樣yang大da小xiao的de終zhong端duan電dian阻zu從cong理li論lun上shang分fen析xi，在zai傳chuan輸shu電dian纜lan的de末mo端duan隻zhi要yao跨kua接jie了le與yu電dian纜lan特te性xing阻zu抗kang相xiang匹pi配pei的de終zhong端duan電dian阻zu，就jiu再zai也ye不bu會hui出chu現xian信xin號hao反fan射she現xian象xiang。

 

但dan是shi，在zai實shi現xian應ying用yong中zhong，由you於yu傳chuan輸shu電dian纜lan的de特te性xing阻zu抗kang與yu通tong訊xun波bo特te率lv等deng應ying用yong環huan境jing有you關guan
，特te性xing阻zu抗kang不bu可ke能neng與yu終zhong端duan電dian阻zu完wan全quan相xiang等deng，因yin此ci或huo多duo或huo少shao的de信xin號hao反fan射she還hai會hui存cun在zai。

 

引(yin)起(qi)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)的(de)另(ling)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)數(shu)據(ju)收(shou)發(fa)器(qi)與(yu)傳(chuan)輸(shu)電(dian)纜(lan)之(zhi)間(jian)的(de)阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)。這(zhe)種(zhong)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)反(fan)射(she)

，主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)在(zai)通(tong)訊(xun)線(xian)路(lu)處(chu)在(zai)空(kong)閑(xian)方(fang)式(shi)時(shi)，整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)數(shu)據(ju)混(hun)亂(luan)。

 

信號反射對數據傳輸的影響，歸根結底是因為反射信號觸發了接收器輸入端的比較器
，使接收器收到了錯誤的信號，導致CRC校驗錯誤或整個數據幀錯誤。

 

十二、RS-485總線的負載能力和通訊電纜長度之間的關係

在設計RS-485總線組成的網絡配置（總線長度和帶負載個數）時，應該考慮到三個參數：純阻性負載、信號衰減和噪聲容限。純阻性負載、信號衰減這兩個參數，在前麵已經討論過，現在要討論的是噪聲容限（NoiseMargin）。RS-485總線接收器的噪聲容限至少應該大於200mV。前麵的論述者是在假設噪聲容限為0的情況下進行的。

 

在實際應用中
，為了提高總線的抗幹擾能力，總希望係統的噪聲容限比EIARS-485標準中規定的好一些。因此
，在選定了驅動器的RS-495總線上
，在通信波特率一定的情況下，帶負載數的多少，與信號能傳輸的最大距離是直接相關的。

 

在總線允許的範圍內，帶負載數越多，信號能傳輸的距離就越小；帶負載數據少，信號能傳輸的距離就發越遠。