什么是RS485？淺談RS485組網(wǎng)方式

一、什么是RS485

RS485通訊采用的是差分信號負邏輯控制模式，即2～6V表示“0”，-6～-2V表示“1”。RS485通訊有兩線制和四線制2種接線方式。四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)已很少采用。兩線制接線方式是目前采用較多的為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，屬于半雙工傳輸方式，也就是說收發(fā)是不同步的。

總線端口防護

在惡劣的環(huán)境下，RS485通訊端口通常都做好靜電防護、雷擊浪涌防護等額外的防護，甚至還需要做好防80V市電接入的方案，以避免智能儀表、工控主機的損壞。如圖為常見的3種RS485總線端口防護方案。

第一種為AB端口分別并聯(lián)TVS器件到保護地，AB端口之間并聯(lián)TVS器件、AB端口分別串聯(lián)熱敏電阻、并接氣體放電管到保護地形成三級保護的方案；

第二種為AB分別并聯(lián)TVS到地、串聯(lián)熱敏電阻，AB之間并聯(lián)壓敏電阻的三級防護方案；

第三種為AB分別接上下拉電阻到電源與地，AB之間接TVS，A或B某一端口接熱敏電阻的方案。

方案1

方案2

方案3

二、RS485組網(wǎng)方式

1、總線式組網(wǎng)

如圖顯示了典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電路。這些器件也能用作電纜長于4000英尺的線性轉(zhuǎn)發(fā)器，為減小反射，應(yīng)當在傳輸線兩端以其特性阻抗進行終端匹配，主干線以外的分支連線長度應(yīng)盡可能短。

在通信過程中有兩種信號因?qū)е滦盘柗瓷洌鹤杩共贿B續(xù)和阻抗不匹配。阻抗不連續(xù)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，消除這種反射的方法就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的因此在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻，一般的終端匹配都采用終端電阻方法。終端電阻在RS485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω，相當于電纜特性阻抗的電阻，因為大多數(shù)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，對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。

RS485通訊在一般場合下的連接，采用普通的雙絞線即可。要求比較高的環(huán)境下，采用帶屏蔽層的同軸電纜連接。在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線路，從RS485接口到

負載，其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟l率成反比。該長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，一般最多可以加9個中繼，也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6km。當需要長距離傳輸時，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器。多模光纖的傳輸距離能達5~10km，若采用單模光纖傳輸，可達50km的傳輸距離。

2、手拉手式組網(wǎng)

又稱菊花鏈拓撲結(jié)構(gòu)，是RS485總線布線的標準及規(guī)范，是TIA等組織推薦使用的RS485總線拓撲結(jié)構(gòu)。其布線方式就是主控設(shè)備與多個從控設(shè)備形成手拉手連接方式，如

圖所示，不留分支才是手拉手的方式。這種布線方式，具有信號反射小，通訊成功率高等優(yōu)點。目前很多應(yīng)用基本上采用這種組網(wǎng)方式。