目录
一、 RS-485标准
1.1 RS-485中RS表示什么含义?
1.2 什么是RS-485?
1.3 RS-485能传多远?
1.4 信号特点
1.5 常用RS-485芯片引脚信号定义:
二、 RS-485与其他通讯协议对比
2.1 RS-485与RS=422、RS-232
2.2 RS-485与CAN
2.3 RS-485、RS-232、RS-422电气连接上的差异
三、 RS-485实测波形分析
首先问一个小问题,RS-485,RS是代表什么含义,为什么不是RSS-485?其实RS是Recommended Standard的缩小,即推荐标准的意思。一个小知识点,言归正传。
RS-485(目前称为EIA/TIA-485)是通信物理层的标准接口,一种信号传输方式,OSI(开放系统互连)模型的第一级。 创建RS-485是为了扩展RS-232接口的物理功能,当然作为RS232的加强版,RS-485弥补了RS-232在通讯距离、通讯速率等方面的短板,具体差异后文我们专门介绍。
串行EIA-485连接是使用两根或三根电线的电缆完成的:一根数据线、一根带反转数据的电线,通常还有一根接地线。发射器和接收器通过22或24AWG实心线的双绞线电缆交换数据。
在工业与仪器仪表应用中,常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如、暖通空调、保安系统)、电机控制和运动控制。
大约 1200 米是 RS-485 通信中的最大电缆长度。但是,一般准则是线路长度(以米为单位)和数据速率(以每秒位数为单位)的乘积不应超过 108。
如下图所示,描述了常见的几种总线的传输速率与传输距离的关系:
RS-232信号采用单端信号传输方式,在复杂现场应用场景时会引入大量共模干扰。RS-485采用差分信号传输,可以有效解决RS-232共模干扰的问题。差分信号抗干扰的原理如下图所示:
RS-485信号的电平标准
电平标准 | 发送端 | 接收端 |
逻辑1 | +2V ~ +6V | >200mV |
逻辑0 | -6V ~ -2V | <-200mV |
注:
-200mV~200mV之间为不稳定状态,可能会引起通讯数据异常,因此设计时需要在接收端留足余量。
RS-485信号的其他特点:
长距离链路 - 最长1200米;
可通过一对绞线电缆进行双向通信;
差分传输增加噪声抗扰度,减少噪声辐射;
可将多个驱动器和接收器连接至同一总线;
宽共模范围(-7 V至+12 V)允许驱动器与接收器之间存在地电位差;
TIA/EIA-485允许数十Mbps的数据速率 。
引脚序号 | 引脚定义 | 功能描述 |
1 | RO | 接收输出端 |
2 | RE# | 接收使能端:低电平有效,为高时,接收输出为高阻。 |
3 | DE | 发送使能端:高电平有效,DE为低时,发送输出为高阻。DE为高电平时,芯片工作在发送状态,DE为低电平时,芯片工作在接收状态。 |
4 | DI | 发送数据输入端 |
5 | GND | 地 |
6 | A | 接收输入端/发送输出端 |
7 | B | 接收输入端/发送输出端 |
8 | VCC | 电源 |