描述
RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
RS485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)由電信行業(yè)協(xié)會(huì)和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。使用該標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能在遠(yuǎn)距
RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò),一般是兩線制,多采用屏蔽雙絞線傳輸,這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。我們知道,最初數(shù)據(jù)是模擬信號(hào)輸出簡(jiǎn)單過(guò)程量,后來(lái)儀表接口是RS232接口,這種接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,但這種方式不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能,隨后出現(xiàn)的RS485解決了這個(gè)問(wèn)題。為此本文通過(guò)問(wèn)答的形式詳細(xì)介紹RS485接口。
一、什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特點(diǎn)?
答:由于RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早,難免有不足之處,主要有以下四點(diǎn):
(1)接口的信號(hào)電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
(2)傳輸速率較低,在異步傳輸時(shí),波特率為20Kbps。
(3)接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。
(4)傳輸距離有限,傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺,實(shí)際上也只能用在50米左右。針對(duì)RS-232-C的不足,于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),RS-485就是其中之一,它具有以下特點(diǎn):
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(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。
2)RS-485的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps
3)RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強(qiáng),即抗噪聲干擾性好。
4)RS-485接口的傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,實(shí)際上可達(dá)3000米,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)。
5)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(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS485采用DB-9(針)。
二、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)
1、平衡傳輸
RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對(duì)雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B
通常情況下,發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2~+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài),負(fù)電平在-2~6V,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。
接收器也作與發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定,收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連,當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí),輸出正邏輯電平,小于-200mV時(shí),輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。
2、RS-422電氣規(guī)定
RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。圖2是典型的RS-422四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線,共5根線。圖1是其DB9連接器引腳定義。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn),最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備(Master),其余為從設(shè)備(Salve),從設(shè)備之間不能通信,所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發(fā)端負(fù)載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道,因此不必控制數(shù)據(jù)方向,各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對(duì)單獨(dú)的雙絞線)實(shí)現(xiàn)。RS-422的傳輸距離為4000英尺(約1219米),傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能達(dá)到傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的傳輸速率僅為1Mb/s。
RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。
3、RS-485電氣規(guī)定
由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,所以RS-485許多電氣規(guī)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,二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。
而采用四線連接時(shí),與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信,即只能有一個(gè)主(Master)設(shè)備,其余為從設(shè)備,但它比RS-422有改進(jìn),無(wú)論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個(gè)設(shè)備。
RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的,RS-485是-7V至+12V之間,而RS-422在-7V至+7V之間,RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。
RS-485與RS-422一樣,其傳輸距離約為1219米,傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。只有在很短的距離下才能獲得速率傳輸。一般100米長(zhǎng)雙絞線傳輸速率僅為1Mb/s。
RS-485需要2個(gè)終接電阻,其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)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-422與RS-485的網(wǎng)絡(luò)安裝注意要點(diǎn)
RS-422可支持10個(gè)節(jié)點(diǎn),RS-485支持32個(gè)節(jié)點(diǎn),因此多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。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)。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。所示為實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)的一些錯(cuò)誤連接方式(a,c,e)和正確的連接方式(b,d,f)。a,c,e這三種網(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。
總之,應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。
四、RS-422與RS-485傳輸線上匹配的一些說(shuō)明
對(duì)RS-422與RS-485總線網(wǎng)絡(luò)一般要使用終接電阻進(jìn)行匹配。但在短距離與低速率下可以不用考慮終端匹配。那么在什么情況下不用考慮匹配呢?理論上,在每個(gè)接收數(shù)據(jù)信號(hào)的中點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí),只要反射信號(hào)在開(kāi)始采樣時(shí)衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實(shí)際上難以掌握,美國(guó)MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗(yàn)性的原則可以用來(lái)判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長(zhǎng)度時(shí)需要進(jìn)行匹配:當(dāng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間(上升或下降時(shí)間)超過(guò)電信號(hào)沿總線單向傳輸所需時(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483輸出信號(hào)的上升或下降時(shí)間最小為250ns,典型雙絞線上的信號(hào)傳輸速率約為0.2m/ns(24AWGPVC電纜),那么只要數(shù)據(jù)速率在250kb/s以內(nèi)、電纜長(zhǎng)度不超過(guò)16米,采用MAX483作為RS-485接口時(shí)就可以不加終端匹配。
一般終端匹配采用終接電阻方法,前文已有提及,RS-422在總線電纜的遠(yuǎn)端并接電阻,RS-485則應(yīng)在總線電纜的開(kāi)始和末端都需并接終接電阻。終接電阻一般在RS-422網(wǎng)絡(luò)中取100Ω,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。
另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配,利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn),需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。
還有一種采用二極管的匹配方法,這種方案雖未實(shí)現(xiàn)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(hào),達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的。節(jié)能。
五、RS-422與RS-485的接地問(wèn)題
電子系統(tǒng)接地是很重要的,但常常被忽視。接地處理不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作甚至危及系統(tǒng)安全。RS-422與RS-485傳輸網(wǎng)絡(luò)的接地同樣也是很重要的,因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)不合理會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,尤其是在工作環(huán)境比較惡劣和傳輸距離較遠(yuǎn)的情況下,對(duì)于接地的要求更為嚴(yán)格。否則接口損壞率較高。很多情況下,連接RS-422、RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。而忽略了信號(hào)地的連接,這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有下面二個(gè)原因:
1、共模干擾問(wèn)題:正如前文已述,RS-422與RS-485接口均采用差分方式傳輸信號(hào)方式,并不需要相對(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。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍,如RS-422共模電壓范圍為-7~+7V,而RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7~+12V,只有滿足上述條件,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。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。以圖1為例,當(dāng)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)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VCM就會(huì)達(dá)到VCM=VOS+VGPD。RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)均規(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超出正常范圍,并在傳輸線路上產(chǎn)生干擾電流,輕則影響正常通信,重則損壞通信接口電路。
2、(EMI)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。
由于上述原因,RS-422、RS-485盡管采用差分平衡傳輸方式,但對(duì)整個(gè)RS-422或RS-485網(wǎng)絡(luò),必須有一條低阻的信號(hào)地。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VGPD被短路。
這條信號(hào)地可以是額外的一條線(非屏蔽雙絞線),或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。這是最通常的接地方法。
值得注意的是,這種做法僅對(duì)高阻型共模干擾有效,由于干擾源內(nèi)阻大,短接后不會(huì)形成很大的接地環(huán)路電流,對(duì)于通信不會(huì)有很大影響。當(dāng)共模干擾源內(nèi)阻較低時(shí),會(huì)在接地線上形成較大的環(huán)路電流,影響正常通信。筆者認(rèn)為,可以采取以下三種措施:
(1)如果干擾源內(nèi)阻不是非常小,可以在接地線上加限流電阻以限制干擾電流。接地電阻的增加可能會(huì)使共模電壓升高,但只要控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)就不會(huì)影響正常通信。
(2)采用浮地技術(shù),隔斷接地環(huán)路。這是較常用也是十分有效的一種方法,當(dāng)共模干擾內(nèi)阻很小時(shí)上述方法已不能奏效,此時(shí)可以考慮將引入干擾的節(jié)點(diǎn)(例如處于惡劣的工作環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)浮置起來(lái)(也就是系統(tǒng)的電路地與機(jī)殼或大地隔離),這樣就隔斷了接地環(huán)路,不會(huì)形成很大的環(huán)路電流。
(3)采用隔離接口。有些情況下,出于安全或其它方面的考慮,電路地必須與機(jī)殼或大地相連,不能懸浮,這時(shí)可以采用隔離接口來(lái)隔斷接地回路,但是仍然應(yīng)該有一條地線將隔離側(cè)的公共端與其它接口的工作地相連。
六、RS-422與RS-485的網(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)
RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了接收器門(mén)限為±200mV。這樣規(guī)定能夠提供比較高的噪聲抑制能力,如前文所述,當(dāng)接收器A電平比B電平高+200mV以上時(shí),輸出為正邏輯,反之,則輸出為負(fù)邏輯。但由于第三態(tài)的存在,即在主機(jī)在發(fā)端發(fā)完一個(gè)信息數(shù)據(jù)后,將總線置于第三態(tài),即總線空閑時(shí)沒(méi)有任何信號(hào)驅(qū)動(dòng)總線,使AB之間的電壓在-200~+200mV直至趨于0V,這帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題:接收器輸出狀態(tài)不確定。如果接收機(jī)的輸出為0V,網(wǎng)絡(luò)中從機(jī)將把其解釋為一個(gè)新的啟動(dòng)位,并試圖讀取后續(xù)字節(jié),由于永遠(yuǎn)不會(huì)有停止位,產(chǎn)生一個(gè)幀錯(cuò)誤結(jié)果,不再有設(shè)備請(qǐng)求總線,網(wǎng)絡(luò)陷于癱瘓狀態(tài)。除上述所述的總線空閑會(huì)造成兩線電壓差低于200mV的情況外,開(kāi)路或短路時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種情況。故應(yīng)采取一定的措施避免接收器處于不確定狀態(tài)。
通常是在總線上加偏置,當(dāng)總線空閑或開(kāi)路時(shí),利用偏置電阻將總線偏置在一個(gè)確定的狀態(tài)(差分電壓≥-200mV)。如圖1。將A上拉到地,B下拉到5V,電阻的典型值是1kΩ,具體數(shù)值隨電纜的電容變化而變化。
上述方法是比較經(jīng)典的方法,但它仍然不能解決總線短路時(shí)的問(wèn)題,有些廠家將接收門(mén)限移到-200mV/-50mV,可解決這個(gè)問(wèn)題。
七、RS-422與RS-485的瞬態(tài)保護(hù)
前文提到的信號(hào)接地措施,只對(duì)低頻率的共模干擾有保護(hù)作用,對(duì)于頻率很高的瞬態(tài)干擾就無(wú)能為力了。由于傳輸線對(duì)高頻信號(hào)而言就是相當(dāng)于電感,因此對(duì)于高頻瞬態(tài)干擾,接地線實(shí)際等同于開(kāi)路。這樣的瞬態(tài)干擾雖然持續(xù)時(shí)間短暫,但可能會(huì)有成百上千伏的電壓。
實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下還是存在高頻瞬態(tài)干擾的可能。一般在切換大功率感性負(fù)載如電機(jī)、變壓器、繼電器等或閃電過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生幅度很高的瞬態(tài)干擾,如果不加以適當(dāng)防護(hù)就會(huì)損壞RS-422或RS-485通信接口。對(duì)于這種瞬態(tài)干擾可以采用隔離或旁路的方法加以防護(hù)。
1、隔離保護(hù)方法。這種方案實(shí)際上將瞬態(tài)高壓轉(zhuǎn)移到隔離接口中的電隔離層上,由于隔離層的高絕緣電阻,不會(huì)產(chǎn)生損害性的浪涌電流,起到保護(hù)接口的作用。通常采用高頻變壓器、光耦等元件實(shí)現(xiàn)接口的電氣隔離,已有器件廠商將所有這些元件集成在一片IC中,使用起來(lái)非常簡(jiǎn)便。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可以承受高電壓、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的瞬態(tài)干擾,實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較容易,缺點(diǎn)是成本較高。
2、旁路保護(hù)方法。這種方案利用瞬態(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,優(yōu)點(diǎn)是成本較低,缺點(diǎn)是保護(hù)能力有限,只能保護(hù)一定能量以內(nèi)的瞬態(tài)干擾,持續(xù)時(shí)間不能很長(zhǎng),而且需要有一條良好的連接大地的通道,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。實(shí)際應(yīng)用中是將上述兩種方案結(jié)合起來(lái)靈活加以運(yùn)用,如圖1。在這種方法中,隔離接口對(duì)大幅度瞬態(tài)干擾進(jìn)行隔離,旁路元件則保護(hù)隔離接口不被過(guò)高的瞬態(tài)電壓擊穿。
八、采用RS485接口時(shí),傳輸電纜的長(zhǎng)度如何考慮?
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。電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)系曲線是使用24AWG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(fù)載電阻為100歐時(shí)所得出。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。在實(shí)用時(shí)是*可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的電纜長(zhǎng)度是不相同的。
九、如何實(shí)現(xiàn)RS-485/422多點(diǎn)通訊
RS-485總線上任何時(shí)候只能有一發(fā)送器發(fā)送。半雙工方式,主從只能一個(gè)發(fā)。全雙工方式,主站總可發(fā)送,從站只能有一個(gè)發(fā)送。
十、RS-485/RS422接口通訊時(shí),在什么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?
在長(zhǎng)線信號(hào)傳輸時(shí),一般為了避免信號(hào)的反射和回波,需要在接收端接入終端匹配電阻。其終端匹配電阻值取決于電纜的阻抗特性,與電纜的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。
RS-485/RS-422一般采用雙絞線(屏蔽或非屏蔽)連接,終端電阻一般介于100至140Ω之間,典型值為120Ω。在實(shí)際配置時(shí),在電纜的兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)上,即最近端和最遠(yuǎn)端,各接入一個(gè)終端電阻,而處于中間部分的節(jié)點(diǎn)則不能接入終端電阻,否則將導(dǎo)致通訊出錯(cuò)。
十一、RS-485網(wǎng)不知道最遠(yuǎn)站點(diǎn)是哪一個(gè),應(yīng)該如何接匹配電阻呢?
會(huì)出現(xiàn)這種情況,是由于用戶組成RS-485網(wǎng)時(shí),沒(méi)有遵循站點(diǎn)至總線的連線應(yīng)盡可能短的原則。如果總線布線遵循這一原則,就不存在不知道哪個(gè)站點(diǎn)是最遠(yuǎn)的問(wèn)題。而且要注意,這樣的布線,系統(tǒng)將會(huì)工作得不好。
十二、RS-485/RS-422接口為何在停止通信時(shí)接收器仍有數(shù)據(jù)輸出?
由于RS-485/RS-422在發(fā)送數(shù)據(jù)完成后,要求所有的發(fā)送使能控制信號(hào)關(guān)閉且保持接收使能有效,此時(shí),總線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入高阻狀態(tài)且接收器能夠監(jiān)測(cè)總線上是否有新的通信數(shù)據(jù)。但是由于此時(shí)總線處于無(wú)源驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(若總線有終端匹配電阻時(shí),A和B線的差分電平為0,接收器的輸出不確定,且對(duì)AB線上的差分信號(hào)的變化很敏感;若無(wú)終端匹配,則總線處于高阻態(tài),接收器的輸出不確定),容易受到外界的噪聲干擾。當(dāng)噪聲電壓超過(guò)輸入信號(hào)門(mén)*(典型值±200mV),接收器將輸出數(shù)據(jù),導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的UART接收無(wú)效的數(shù)據(jù),使緊接著的正常通訊出錯(cuò);另外一種情況可能發(fā)生在打開(kāi)/關(guān)閉發(fā)送使能控制的瞬間,使接收器輸出信號(hào),也會(huì)導(dǎo)致UART錯(cuò)誤地接收。