周立功医生 告诉你RS485通信的小秘密

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楼主 2020-06-29 13:04:52
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涨姿势

RS485作为一项标准通信协议,在工业中得到了广泛的应用特别是仪器仪表中。RS485的特点是可以组网通信且布线简单,一个主机通过RS485总线可以与多个从机通信。在实际应用中RS485通信抗干扰能力虽然强,但是必要的保护措施还是不可缺少的,以便保证整个网络的稳定通信。


如图 1所示为RS485多机通信典型示意图,一般在RS485多机通信网路中都有一个主机和多个从机共同构成通信网络。每个从设备都分配了一个唯一的地址,以便主机通过带地址的命令来指定某一个从设备接收命令。

图 1 RS485组网示意图


但是大家千万不要以为只要将这些设备的两根485通信线连接到一起就可以通信了,因为仅仅将设备连接起来是不规范的做法。为了保证RS485网络的稳定通信,在一个规范的设计中还应该包括“匹配电阻”和“偏置电阻”。下面看一个典型的RS485通信电路:


图 2 典型的RS485通信应用电路


匹配电阻的作用


在高速和长距离通信中,A、B传输线上的反射信号是比较大的,这时必须要加上匹配电阻来最大限度的减弱反射信号以保证通信的稳定。


偏置电阻的作用


我们知道RS485通信是采用差分信号传输,用A、B的电压差来表示数据的0和1,大多数RS485收发器的检测灵敏度都是200mV,也就是说VA-VB≥+200mV则表示逻辑1,VA-VB≤-200mV则表示逻辑0。


在实际数据传输过程中,由于有发送器的驱动A、B的压差是大于等于200mV的,但是在总线空闲期间,即大家都处于接收状态时,A、B是没有输出的,此时A、B的压差就是个不确定的值。


这样问题就来了,空闲状态下如果A、B的压差小于200mV时到底表示0还是1呢?这个问题就是引发RS485通信网络稳定通信的关键因素。对于不同的RS485收发器芯片来说表现是不同的,有的芯片有故障保护功能,那么在A、B压差小于200mV时芯片的RX端是输出高电平的。但是有的芯片在这个时候RX的输出状态是不确认的状态,有可能是高电平也可能是低电平,而一旦是输出低电平那问题就出现了。


大家都知道串口通信的起始信号是低电平,这样MCU端就会收到错误起始信号,从而引发接收数据紊乱。


为了解决这个问题,从而有了偏置电阻的出现。偏置电阻的作用就是保证RS485总线空闲时VA-VB≥+200mV,这样总线上的收发器RX端就能保持高电平而不会出现通信异常的情况了。



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