單片機(jī)通信技術(shù)--文庫吧
2025-06-28 21:53 本頁面
【正文】 Mbps。通常，RS485 網(wǎng)絡(luò)采用平衡雙絞線作為傳輸媒體。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，只有在20kbps 速率以下，才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般來說，15 米長(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。注意：并不是所有的RS485 收發(fā)器都能夠支持高達(dá)10Mbps 的通訊速率。如果采用光電隔離方式，則通訊速率一般還會(huì)受到光電隔離器件響應(yīng)速度的限制。RS485 網(wǎng)絡(luò)采用直線拓樸結(jié)構(gòu)，需要安裝2 個(gè)終端匹配電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗（一般取值為120Ω）。在矩距離、或低波特率波數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可不需終端匹配電阻，即一般在300 米以下、19200bps 不需終端匹配電阻。終端匹配電阻安裝在RS485 傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端點(diǎn)，并聯(lián)連接在AB 引腳之間。RS485 標(biāo)準(zhǔn)通常被用作為一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)、具有相當(dāng)高噪聲抑制、相對(duì)高的傳輸速率、傳輸距離遠(yuǎn)、寬共模范圍的通信平臺(tái)。同時(shí)，RS485 電路具有控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。在過去的20 年時(shí)間里，建議性標(biāo)準(zhǔn)RS485 作為一種多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，被應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域，作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。目前，在我國(guó)應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中，RS485半雙工異步通信總線也是被各個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。但是基于在RS485 總線上任一時(shí)刻只能存在一個(gè)主機(jī)的特點(diǎn)，它往往應(yīng)用在集中控制樞紐與分散控制單元之間。2． RS422 標(biāo)準(zhǔn)RS422 標(biāo)準(zhǔn)的全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的電氣特性。圖 2是典型的RS422 四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5 根線通訊線。圖2：RS422 標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口由于RS422 接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送器因此比RS232 更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10 個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS422 支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是104k+100Ω（終接電阻）。RS422 四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF 握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。RS422 的最大傳輸距離為4000 英尺（約1219 米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在20kbps 速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100 米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS422 需要安裝一個(gè)終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗（一般取值為120 歐）。在短距離、或低波特率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可不安裝終接電阻，即一般在300 米以下不安裝終接電阻。終接電阻安裝在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。⑶、RS485/RS422 芯片作為一種常用的通訊接口器件，RS485/RS422 芯片可以在許多半導(dǎo)體公司的“標(biāo)準(zhǔn)接口器件”欄目中“收發(fā)器”類元件中找到對(duì)應(yīng)的型號(hào)；比如Sipex 公司(器件前綴為SP)、Maxim 公司(器件前綴為MAX)、TI 公司(器件前綴為SN)、Intersil 公司(器件前綴為ISL 或LTC)等各大半導(dǎo)體公司。⑷、RS485接口電路 RS485 接口電路的主要功能是：將來自微處理器的發(fā)送信號(hào)TX 通過“發(fā)送器”轉(zhuǎn)換成通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號(hào)，也可以將通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號(hào)通過“接收器”轉(zhuǎn)換成被微處理器接收的RX 信號(hào)。任一時(shí)刻，RS485 收發(fā)器只能夠工作在“接收”或“發(fā)送”兩種模式之一，因此，必須為RS485 接口電路增加一個(gè)收/發(fā)邏輯控制電路。另外，由于應(yīng)用環(huán)境的各不相同，RS485 接口電路的附加保護(hù)措施也是必須重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié)。①、基本RS485 電路圖3為一個(gè)經(jīng)常被應(yīng)用到的SP485R芯片的示范電路，可以被直接嵌入實(shí)際的RS485應(yīng)用電路中。微處理器的標(biāo)準(zhǔn)串行口通過RXD 直接連接SP485R 芯片的RO 引腳，通過TXD直接連接SP485R 芯片的DI 引腳。圖 3：SP485R 的基本RS485 電路由微處理器輸出的R/D 信號(hào)直接控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號(hào)為“1”，則SP485R 芯片的發(fā)送器有效，接收器禁止，此時(shí)微處理器可以向RS485 總線發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)；R/D 信號(hào)為“0”，則SP485R 芯片的發(fā)送器禁止，接收器有效，此時(shí)微處理器可以接收來自RS485 總線的數(shù)據(jù)字節(jié)。此電路中，任一時(shí)刻SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個(gè)處于工作狀態(tài)。連接至A 引腳的上拉電阻R連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)，以提高RS485 節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的可靠性。如果將SP485R 連接至微處理器80C51 芯片的UART 串口，則SP485R 芯片的RO 引腳不需要上拉；否則，需要根據(jù)實(shí)際情況考慮是否在RO 引腳增加1 個(gè)大約10K 的上拉電阻。SP485R 芯片本身集成了有效的ESD 保護(hù)措施。但為了更加可靠地保護(hù)RS485 網(wǎng)絡(luò)，確保系統(tǒng)安全，我們通常還會(huì)額外增加一些保護(hù)電路。電路圖中， 的TVS 管VVV6 都是用來保護(hù)RS485 總線的，避免RS485總線在受外界干擾時(shí)（雷擊、浪涌）產(chǎn)生的高壓損壞RS485 收發(fā)器。當(dāng)然，也選擇集成的總線保護(hù)元件，比如ONSemi 半導(dǎo)體的NUP2105L 器件(SOT23 封裝，集成2 個(gè)雙向TVS器件)，作為SP485R 芯片的附加保護(hù)措施。另外，電路中的LLCC2 是可選安裝元件，用于提高電路的EMI 性能。圖中附加的保護(hù)電路能夠?qū)P485R 芯片起到良好的保護(hù)效果。②、隔離RS485 電路圖4為一個(gè)使用光電隔離方式連接的SP485R 芯片的示范電路，可以被直接嵌入實(shí)際的RS485 應(yīng)用電路中。微處理器的UART 串口的RXD、TXD 通過光電隔離電路連接SP485R 芯片的
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