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rs485
閱讀�3303時間�2017-04-24 15:13:18

  智能儀�是隨�80年代�單片�技�(shù)的成熟而發(fā)展起來的,現(xiàn)在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企�(yè)信息化的需要,企業(yè)在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有�(lián)�(wǎng)通信接口。最初是�(shù)�(jù)模擬信號輸出簡單過程量,后來儀表接口是RS232接口,這種接口可以實現(xiàn)點對點的通信方式,但這種方式不能實現(xiàn)�(lián)�(wǎng)功能。隨后出�(xiàn)的RS485解決了這個問題�

特點

  1. RS-485的電氣特性:采用差分信號負邏�,邏�"1”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示;邏�"0"以兩線間的電壓差�+(2~6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低�,就不易損壞接口電路的芯�� 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)�(jù)傳輸速率�10Mbps�
  3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組�,抗共模干擾能力增強,即抗噪聲干擾性好�
  4. RS-485的通信距離約為1219m,傳輸速率�10Mbps,傳輸速率與傳輸距離成反比,在100KbpS的傳輸速率�,才可以達到的通信距離,如果需傳輸更長的距�,需要加485中繼器。RS-485總線一般支�32個節(jié)�,如果使用特制的485芯片,可以達�128個或�256個節(jié)�,的可以支持�400個節(jié)��

接口

  RS485接口組成的半雙工�(wǎng)�(luò),一般是兩線制(以前有四線制接法,只能實�(xiàn)點對點的通信方式,現(xiàn)很少采用�,多采用屏蔽雙絞線傳�。這種接線方式為總線式拓撲�(jié)�(gòu)在同一總線上最多可以掛�32個結(jié)點。在RS485通信�(wǎng)�(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一個主機帶多個從�。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。RS485接口連接器采用DB-9�9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔�,與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針��
  另有一個問題是信號�,上述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�,這有二個原因:(1)共模干擾問題� RS-485接口采用差分方式傳輸信號,并不需要相對于某個參照點來檢測信�,系�(tǒng)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�(fā)器有一定的共模電壓范圍,RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7�+12V,只有滿足上述條�,整個網(wǎng)�(luò)才能正常工作。當�(wǎng)�(luò)線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可�,甚至損壞接��(2)EMI(電磁兼容�)問題:發(fā)送驅(qū)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�,信號中的共模部分就會以輻射的形式返回源�,整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁泀�
  由于PC機默認的只有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�(zhuǎn)換電路將PC機串口RS232信號�(zhuǎn)換成RS485信號,對于情況比較復雜的工業(yè)�(huán)境是選用防浪涌帶隔離柵的�(chǎn)�。(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�

電纜

  在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線,反之,在高�、長線傳輸時,則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜(STP-120Ω(for RS485 & CAN� one pair 18 AWG�,而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜(ASTP-120Ω(for RS485 & CAN� one pair 18 AWG�。在使用RS485接口�,對于特定的傳輸線路,從RS485接口到負載其�(shù)�(jù)信號傳輸所允許的電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?,這個長度數(shù)�(jù)主要是受信號失真及噪聲等所影響。理論上,通信速率�100Kbps及以下時,RS485的最長傳輸距離可�1200�,但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大,最多可以加八個中�,也就是說理論上RS485的傳輸距離可以達�10.8公里。如果真需要長距離傳輸,可以采用光纖為傳播介質(zhì),收�(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器,多模光纖的傳輸距離�5�10公里,而采用單模光纖可�50公里的傳播距雀�

布網(wǎng)

  �(wǎng)�(luò)拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)�(gòu),不支持�(huán)形或星形�(wǎng)�(luò)。在�(gòu)建網(wǎng)�(luò)時,�(yīng)注意如下幾點� �1)采用一條雙絞線電纜作總�,將各個節(jié)點串接起�,從總線到每個節(jié)點的引出線長度應(yīng)盡量�,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響。有些網(wǎng)�(luò)連接盡管不正�,在短距雀低速率仍可能正常工�,但隨著通信距離的延長或通信速率的提�,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后與原信號疊�,會造成信號�(zhì)量下降� �2)應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)�,在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易�(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多收�(fā)器緊靠在一起安�,再者是過長的分支線引出到總�� 在RS485組網(wǎng)過程中另一個需要注意的問題是終端負載電阻問題,在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網(wǎng)�(luò)能很好的工作,但隨著距離的增加性能將降低。理論上,在每個接收數(shù)�(jù)信號的中點進行采樣�,只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌�,美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)�(jù)速率和電纜長度時需要進行匹配:當信號的轉(zhuǎn)換時間(上升或下降時間)超過電信號沿總線單向傳輸所需時間�3倍以上時就可以不加匹�� 一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485�(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終端電阻在RS-485�(wǎng)�(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�,匹配電阻要消耗較大功�,對于功耗限制比較嚴格的系統(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的取值是個難點,需要在功耗和匹配�(zhì)量間進行折衷� 還有一種采用二極管的匹配方�,這種方案雖未實現(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�,達到改善信號質(zhì)量的目的,節(jié)能效果顯�� 最近兩年一些公司基于部分企�(yè)信息化的實施已完成,工廠中已�(jīng)鋪設(shè)了延伸到車間每個辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀,推出了串口服務(wù)器來取代多串口卡,這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資,節(jié)約成�,相當于通過tcp/ip把多串口卡放在了�(xiàn)��

長度

在使用RS485接口時,對于特定的傳輸線�(jīng),從�(fā)生器到負載其�(shù)�(jù)信號傳輸所允許的電纜長度是�(shù)�(jù)信號速率的函�(shù),這� 長度�(shù)�(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的電纜長度與信號速率的關(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,終端負載電阻為100� 時所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A�。由圖中可知,當�(shù)�(jù)� 號速率降低�90Kbit/S以下�,假定允許的信號損失�6dBV�� 則電纜長度被限制�1200M。實際上,圖中的曲線是很保守�,在� 用時是完全可以取得比它大的電纜長度� 當使用不同線徑的電纜。則取得的電纜長度是不相同的。例 如:當數(shù)�(jù)信號速率�600Kbit/S�,采�24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0.91mm)則電纜� 度將可以大于200m� 若采�28AWG 電纜(線徑為0.32mm)則電纜長度只能小于200m�

總線

在要求通信距離為幾十米到上千米�,廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡�(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收�(fā)器具有高靈敏�,能檢測低至200mV的電�,故傳輸信號能在千米以外得到恢復� 市場上一般RS-485采用半雙工工作方�,任何時候只能有一點處于發(fā)送狀�(tài),因�,發(fā)送電路須由使能信號加以控�。RS-485用于多點互連時非常方便,可以省掉許多信號線。應(yīng)用RS-485 可以�(lián)�(wǎng)�(gòu)成分布式系統(tǒng),其允許最多并�(lián)32臺驅(qū)動器�32臺接收器�

功能

  PC與智能設(shè)備通訊多借助RS232、RS485、以太網(wǎng)等方��

功能

  但RS232、RS485只能代表通訊的物理介�(zhì)層和鏈路�,如果要實現(xiàn)�(shù)�(jù)的雙向訪問,就必須自己編寫通訊�(yīng)用程�,但這種程序多數(shù)都不能符合ISO/OSI的規(guī)范,只能實現(xiàn)較單一的功�,適用于單一�(shè)備類�,程序不具備通用�。在RS232或RS485�(shè)備聯(lián)成的�(shè)備網(wǎng)�,如果設(shè)備數(shù)量超�2�,就必須使用RS485做通訊介質(zhì),RS485�(wǎng)的設(shè)備間要想相互通信息只有通過“主(Master)”設(shè)備中�(zhuǎn)才能實現(xiàn),這個主�(shè)備通常是PC,而這種�(shè)備網(wǎng)中只允許存在一個主�(shè)�,其余全部是"從(Slave�"�(shè)�。而現(xiàn)場總線技�(shù)是以ISO/OSI模型為基�(chǔ)�,具有完整的軟件支持系統(tǒng),能夠解決總線控制、沖突檢�、鏈路維護等問題 �

區(qū)�

  RS232,RS422,RS485是電氣標�,主要區(qū)別就是邏輯如何表��
  RS232使用-12V表示邏輯1�12V表示邏輯0,全雙工,最�3條通信線(RX,TX,GND�,因為使用電壓表示邏輯,由于干擾,導線電阻等原因,通訊距離不遠,低速時幾十米也是可以的�
  RS422,在RS232后推出,使用TTL差動電平表示邏輯,就是兩根的電壓差表示邏�,RS422定義為全雙工�,所以最少要4根通信線(一般額外地多一根地線),一個驅(qū)動器可以�(qū)動最�10個接收器(即接收器為1/10單位負載�,通訊距離與通訊速率有關(guān)系,一般距離短時可以使用高速率進行通信,速率低時可以進行較遠距離通信,一般可達數(shù)百上千米�
  RS485,在RS422后推�,絕大部分繼承了422,主要的差別是RS485可以是半雙工�,而且一個驅(qū)動器的驅(qū)動能力至少可以驅(qū)�32個接收器(即接收器為1/32單位負載),當使用阻抗更高的接收器時可以�(qū)動更多的接收�。所以現(xiàn)在大多數(shù)全雙�485�(qū)�/接收器對都是標:RS422/485�,因為全雙工RS485的驅(qū)�/接收器一定可以用在RS422�(wǎng)�(luò)�

接口理解

 ?�?�485通訊接口一個對通訊接口的硬件描�,它只需要兩根通訊�,即可以在兩個或兩個以上的�(shè)備之間進行�(shù)�(jù)傳輸。這種�(shù)�(jù)傳輸?shù)倪B�,是半雙工的通訊方式。在某一個時�,一個設(shè)備只能進行�(fā)送數(shù)�(jù)或接收數(shù)�(jù)�
 ?�?)硬件通訊接口建立�,在進行�(shù)�(jù)傳輸?shù)膬x表之間需要約定一個數(shù)�(jù)�(xié)�,以使接收端能夠解析收到的數(shù)�(jù),這便是“協(xié)議”的概念�
 ?�?)通訊�(xié)議有�(tǒng)一標準的協(xié)議格�,如“ModBus”協(xié)�,標準的�(xié)議內(nèi)容全�,包含的�(nèi)容很�,但不易理解。由�,可以定義了一種協(xié)�,簡單實用,這便是“自定義�(xié)議��
 ?�?)包括ModBus�(xié)�、自定義�(xié)�。氣渦輪兼容兩種�(xié)議格式�

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