RS485串行通信接口

1、 3.1 RS485接口標準 3.2 RS485收發(fā)器與應用電路 3.3 RS485互聯(lián)網(wǎng)絡 1. RS232的主要缺陷 2. RS485的信號定義 3. 理解RS422雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式及其優(yōu)點。 4. 能將單片機接口與MAX487連接，并繪制出MAX487的結構圖。 5.繪制3個UART通信端口之間的半雙工連接圖。 6.繪制2個UART通信端口之間的全雙工連接圖。 RS-232C雖然使用很廣，但由于推出時間比較早，所以在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中已暴露出明顯的缺點，主要表現(xiàn)在： （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、。 （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干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （4）傳輸距離有限。 所以EIA在1977年作了部分改進，制定了新標準RS-449：除了保留與RS-232C兼容外，還在提高傳輸速率、增加傳輸距離、改進電氣特性等方面做了很多努力，增加了RS232C沒有的環(huán)測功能，明確規(guī)定了連接器，解決了機械接口問題。 在RS-449標準下，推出的子集有RS-423A/RS-422A，以及RS-422A的變型RS-485。 RS485采用二線差分平衡傳輸，其信號定義如下： 邏輯0：差分信

3、號-2500-200mv 邏輯1：差分信號+2500+200mv 高阻狀態(tài)：差分信號-200-200mv 在圖2-21中，圖(a)為RS-232C所采用的單端發(fā)送、單端接收電路。該電路的特點是傳送信號只用一根導線，對于多路信號線，其地線是公共的。因此，它是最簡單的連接結構，但缺點是易收干擾信號的影響。 RS-422A則更進一步采用了雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式，這種平衡驅動和差分接收方法從根本上消除了地線干擾。 這種發(fā)送器相當于兩個單端發(fā)送器，它們的輸入是同一個信號，而一個發(fā)送器的輸出正好與另一個反相。當干擾信號作為共模信號出現(xiàn)時，一根導線上出現(xiàn)的噪聲電壓會被另一根導線上的噪聲電壓抵消，因此可

4、以削弱噪聲對信號的影響。 A：差分正輸入端 B: 差分負輸入端 RO： 接收端 DI： 發(fā)送端 RE: 接收使能端 DE：發(fā)送使能端RODEDIABVCCGNDRERD12348765ROYDIABVCCGNDZRD12348765圖10-23 MAX481E/488E結構及引腳圖 (a)MAX481E/483E/485E/487E/1487E (b)MAX488E/490E 兩個芯片的共同點是都含有一個發(fā)送器D和一個接收器R，其中DI是發(fā)送輸入端，RO是接收輸出端。不同的是，圖（a）中只有兩根信號線A和B，信號線A為同相接收器輸入和同相發(fā)送器輸出，信號線B為反相接收器輸入和反相發(fā)送器輸出，由

5、于是半雙工，所以有發(fā)送與接受的使能端DE與引腳。 在圖(b)中，有兩對4根信號線A、B和Y、Z，其中A、B專用作接收器輸入，A為同相、B為反相；而Y、Z專用作發(fā)送器輸出，Y為同相、Z為反相，所以構成了全雙工通信。 在許多工業(yè)過程控制中，往往要求用最少的信號線來完成通信任務。目前廣泛應用的RS-485串行接口總線就是為適應這種需要應運而生的。它實際就是RS-422總線的變型，二者不同之處在于：RS-422為全雙工，采用兩對差分平衡信號線；而RS-485為半雙工，只需一對平衡差分信號線。 在控制領域中，以微處理器為核心構在控制領域中，以微處理器為核心構成的測控儀表的一個重要技術指標就是具成的測控儀

6、表的一個重要技術指標就是具有串行通信接口功能，以前主要是采用有串行通信接口功能，以前主要是采用RS-232C接口，現(xiàn)在無一例外地是接口，現(xiàn)在無一例外地是RS-485接口。接口。 圖圖2-24給出了給出了AT89C52單片機與芯片單片機與芯片MAX487E構構成的成的RS-485接口電路，用單片機的接口電路，用單片機的P1.7口控制口控制MAX487E的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當數(shù)據(jù)發(fā)送時置的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當數(shù)據(jù)發(fā)送時置P1.7為為高電平高電平，則使能端，則使能端DE=1打開發(fā)送器打開發(fā)送器D的緩的緩沖門，發(fā)自單片機沖門，發(fā)自單片機TXD端的數(shù)據(jù)信息經端的數(shù)據(jù)信息經DI端分別端分別從從D的同相端與反相

7、端傳到的同相端與反相端傳到RS-485總線上?？偩€上。 當接收數(shù)據(jù)時把當接收數(shù)據(jù)時把P1.7置于置于低電平低電平，此時使能端，此時使能端=0打開接收器打開接收器R的緩沖門，來自于的緩沖門，來自于RS-485總線上的總線上的數(shù)據(jù)信息分別經數(shù)據(jù)信息分別經R的同相端與反相端從的同相端與反相端從RO端傳出端傳出進入單片機進入單片機RXD端。端。 RS-485總線上的總線上的A正（高）正（高）B負（低）電平負（低）電平對應的是邏輯對應的是邏輯“1”，而，而RS-485總線上的總線上的A負負（低）（低）B正（高）電平對應的是邏輯正（高）電平對應的是邏輯“0”。一般地，一般地，A與與B之間的正負（高低）電壓

8、之之間的正負（高低）電壓之差在差在0.22.5V之間。之間。圖 10-24 單 片 機 系 統(tǒng) 中 的 RS-485接 口 電 路P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7RDW RPSENALE/PTXDRXDAT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7EA/VPXTAL1XTAL2RESETINT0T0T1INT1RODEDIABVCCGNDRERD12348765MAX487E RS-485更適合于多站互連（已經具備了現(xiàn)場總線的概念），一個發(fā)送驅動器最多可連接大于32個

9、負載設備，負載設備可以是被動發(fā)送器、接收器和收發(fā)器。其電路結構是在平衡連接的電纜上掛接發(fā)送器、接收器或組合收發(fā)器，且在電纜兩端各掛接一個終端電阻用于消除兩線間的干擾。 圖圖2-25為以為以PC機作主機，機作主機，n個單片智能設備個單片智能設備為從機、工作于主從方式的為從機、工作于主從方式的RS-485總線網(wǎng)絡的結總線網(wǎng)絡的結構圖。利用構圖。利用PC機配置的機配置的RS-232C串行端口，外配串行端口，外配一個一個RS-232C/RS-485轉換器，可將轉換器，可將RS-232C信號信號轉換為轉換為RS-485信號。每個從機通過信號。每個從機通過MAX487E芯芯片構建片構建RS-485通信接口

10、，就可掛接在通信接口，就可掛接在RS-485總線總線網(wǎng)絡上，總線端點處并接的兩個網(wǎng)絡上，總線端點處并接的兩個120電阻用于消電阻用于消除兩線間的干擾。除兩線間的干擾。RS-485總線網(wǎng)絡傳輸距離最遠總線網(wǎng)絡傳輸距離最遠可達可達1200m（速率（速率20 kb/s）、傳輸速率最高可達）、傳輸速率最高可達2Mb/s（距離（距離12 m）。至于在網(wǎng)絡上最多允許掛）。至于在網(wǎng)絡上最多允許掛接多少個從機，這主要取決于接多少個從機，這主要取決于232/485轉換器的驅轉換器的驅動能力與動能力與485接口芯片的輸入阻抗與驅動能力，如接口芯片的輸入阻抗與驅動能力，如果再加上中繼站，可以增加更多的從機數(shù)量。果再

11、加上中繼站，可以增加更多的從機數(shù)量。 PC機 RS-232CTXDRXD232/485轉換器AB120MAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXD1 # 從機TXD圖 10-25 PC機與多個單片機系統(tǒng)構成的RS-485通信網(wǎng)絡MAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXD2 # 從機TXDMAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXDn # 從機TXD120232電平485電平TTL電平 同一個時間只能有一個驅動器在工作。 如果發(fā)生多個驅動器同時啟動，則會發(fā)生總線競爭，在某些原件上產生較大的電流。因此RS485的接口芯片上應該包含限流和過熱關閉的功能，以便在總線競爭時保護芯片。 全雙工中，一個節(jié)點可以在一個節(jié)點上向所有的節(jié)點發(fā)送信息；而另一條通路上