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RS485信號協(xié)議的特點和應(yīng)用場景

科技綠洲 ? 來源:山羊硬件Time ? 作者:山羊硬件Time ? 2023-11-06 14:52 ? 次閱讀
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在電子行業(yè)中,信號協(xié)議有很多,包括I2C,SPI,USB,UART,RS485等等,每個協(xié)議都有自己的特點和應(yīng)用場景。

其中的RS485協(xié)議就是一種在電路板設(shè)計中非常常見的協(xié)議,是美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)在1983年批準(zhǔn)的一個差分傳輸協(xié)議,距今差不過也有三十年的歷史了。

因為是差分信號,所以是具有抑制共模干擾的能力的,在一些通信距離比較遠(yuǎn)的場景下,它可以比較好的傳輸數(shù)據(jù),是一種應(yīng)用非常廣泛的信號總線。

RS485通常采用一條總線將各個節(jié)點進行連接,是不支持環(huán)形或者星鏈型連接的。

圖片

它有分兩線制和四線制,在使用上四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式,目前比較少使用。

兩線制是目前主流的用法,這種接線方式可以使得總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在一條總線上能夠最多連接上32個節(jié)點。

RS485一個很好的特點就是支持長距離傳輸,通訊距離可以達到1200米(理論狀況下),實際情況中,只有通訊線材優(yōu)質(zhì)達標(biāo),負(fù)載設(shè)備少,通訊距離就遠(yuǎn),如果設(shè)備太多,傳輸線的線材又是劣質(zhì)產(chǎn)品,波特率(每秒種發(fā)送的比特數(shù))不夠等等不良因素,就會使得傳輸距離降低。

RS485電路可以分為兩種,一種是隔離型,一種是非隔離型。

非隔離型

非隔離型的電路比較簡單,如下圖所示,只需要一個RS485芯片直接和MCU的串行通訊口連接,然后在與I/O控制口連接就可以。

圖片

如果是完整的485通信電路,就需要在上圖中的A線加上一個4.7千歐的上拉電阻,在B線加上一個同樣4.7千歐的下拉電阻。

至于為什么要加上上下拉電阻,就需要從RS485本身的性質(zhì)說起,它的標(biāo)準(zhǔn)定義是信號閾值上下限是正負(fù)200mV,當(dāng)A-B的值大于200mV時,總線的狀態(tài)就表示為“1”,當(dāng)A-B的值小于-200mV時,總線的狀態(tài)就表示為“0”,但是當(dāng)A-B的值在-20mV~20mV之間的話,總線狀態(tài)就是不確定狀態(tài),所以需要上下拉電阻來初始化固定狀態(tài),避免不確定狀態(tài)的出現(xiàn)。

隔離型

對于一些工業(yè)控制領(lǐng)域,電路控制單元中各個節(jié)點之間可能存在很高的共模電壓,而RS485接收器共模電壓是有極限電壓的,也就是大于+12V或者小于-7V時,接收器就不能正常工作了,甚至?xí)龤酒半娐钒濉?/p>

隔離型的RS485電路就可以應(yīng)用在這種場景,通過DC-DC將系統(tǒng)電源和RS485收發(fā)器的電源進行隔離,通過隔離器件將信號進行隔離,從而消除共模電壓的影響,使得接收器能不受限制正常工作。

圖片

光電隔離RS485典型電路)

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