【 RS485接口、電纜、佈網、終端電阻 】
RS485採用差分信號負邏輯,+2V~+6V表示「0」,- 6V~- 2V表示「1」。RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實現點對點的通信方式,現很少採用,現在多採用的是兩線制接線方式,這種接線方式為總線式拓樸結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。在RS485通信網絡中一般採用的是主從通信方式,即一個主機帶多個從機。很多情況下,連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的「A」、「B」端連接起來。而忽略了信號地的連接,這種連接方法在許多場合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有二個原因:(1)共模干擾問題: RS-485接口採用差分方式傳輸信號方式,並不需要相對於某個參照點來檢測信號,系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發器有一定的共模電壓範圍,RS-485收發器共模電壓範圍為-7~+12V,只有滿足上述條件,整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此範圍時就會影響通信的穩定可靠,甚至損壞接口。(2)EMI問題:發送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路,如沒有一個低阻的返回通道(信號地),就會以輻射的形式返回源端,整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。
由於PC機默認的只帶有RS232接口,有兩種方法可以得到PC上位機的RS485電路:(1)通過RS232/RS485轉換電路將PC機串口RS232信號轉換成RS485信號,對於情況比較複雜的工業環境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產品。(2)通過PCI多串口卡,可以直接選用輸出信號為RS485類型的擴展卡。
在一般場合採用普通的雙絞線就可以,在要求比較高的環境下可以採用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用RS485接口時,對於特定的傳輸線路,從RS485接口到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸的波特率成反比,這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所影響。理論上RS485的最長傳輸距離能達到1200米,但在實際應用中傳輸的距離要比1200米短,具體能傳輸多遠視周圍環境而定。在傳輸過程中可以採用增加中繼的方法對信號進行放大,最多可以加八個中繼,也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6公理。如果真需要長距離傳輸,可以採用光纖為傳播介質,收發兩端各加一個光電轉換器,多模光纖的傳輸距離是5~10公里,而採用單模光纖可達50公里的傳播距離。
網絡拓撲一般採用終端匹配的總線型結構,不支持環形或星形網絡。在構建網絡時,應注意如下幾點:
(1)採用一條雙絞線電纜作總線,將各個節點串接起來,從總線到每個節點的引出線長度應儘量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。有些網絡連接儘管不正確,在短距離、低速率仍可能正常工作,但隨著通信距離的延長或通信速率的提高,其不良影響會越來越嚴重,主要原因是信號在各支路末端反射後與原信號疊加,會造成信號質量下降。
(2)應注意總線特性阻抗的連續性,在阻抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性:總線的不同區段採用了不同電纜,或某一段總線上有過多收發器緊靠在一起安裝,再者是過長的分支線引出到總線。
參考資料:
1.RS485接口、電纜、布網、終端電阻。2016-03-18,取自:https://read01.com/dkk7Km.html