RS485串行通信接口

1、 3.1 RS485接口標(biāo)準(zhǔn) 3.2 RS485收發(fā)器與應(yīng)用電路 3.3 RS485互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 1. RS232的主要缺陷 2. RS485的信號定義 3. 理解RS422雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式及其優(yōu)點。 4. 能將單片機接口與MAX487連接，并繪制出MAX487的結(jié)構(gòu)圖。 5.繪制3個UART通信端口之間的半雙工連接圖。 6.繪制2個UART通信端口之間的全雙工連接圖。 RS-232C雖然使用很廣，但由于推出時間比較早，所以在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中已暴露出明顯的缺點，主要表現(xiàn)在： （1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接

2、。 （2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。 （3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （4）傳輸距離有限。 所以EIA在1977年作了部分改進，制定了新標(biāo)準(zhǔn)RS-449：除了保留與RS-232C兼容外，還在提高傳輸速率、增加傳輸距離、改進電氣特性等方面做了很多努力，增加了RS232C沒有的環(huán)測功能，明確規(guī)定了連接器，解決了機械接口問題。 在RS-449標(biāo)準(zhǔn)下，推出的子集有RS-423A/RS-422A，以及RS-422A的變型RS-485。 RS485采用二線差分平衡傳輸，其信號定義如下： 邏輯0：差分信

3、號-2500-200mv 邏輯1：差分信號+2500+200mv 高阻狀態(tài)：差分信號-200-200mv 在圖2-21中，圖(a)為RS-232C所采用的單端發(fā)送、單端接收電路。該電路的特點是傳送信號只用一根導(dǎo)線，對于多路信號線，其地線是公共的。因此，它是最簡單的連接結(jié)構(gòu)，但缺點是易收干擾信號的影響。 RS-422A則更進一步采用了雙端發(fā)送、雙端接收的傳送方式，這種平衡驅(qū)動和差分接收方法從根本上消除了地線干擾。 這種發(fā)送器相當(dāng)于兩個單端發(fā)送器，它們的輸入是同一個信號，而一個發(fā)送器的輸出正好與另一個反相。當(dāng)干擾信號作為共模信號出現(xiàn)時，一根導(dǎo)線上出現(xiàn)的噪聲電壓會被另一根導(dǎo)線上的噪聲電壓抵消，因此可

4、以削弱噪聲對信號的影響。 A：差分正輸入端 B: 差分負輸入端 RO： 接收端 DI： 發(fā)送端 RE: 接收使能端 DE：發(fā)送使能端RODEDIABVCCGNDRERD12348765ROYDIABVCCGNDZRD12348765圖10-23 MAX481E/488E結(jié)構(gòu)及引腳圖 (a)MAX481E/483E/485E/487E/1487E (b)MAX488E/490E 兩個芯片的共同點是都含有一個發(fā)送器D和一個接收器R，其中DI是發(fā)送輸入端，RO是接收輸出端。不同的是，圖（a）中只有兩根信號線A和B，信號線A為同相接收器輸入和同相發(fā)送器輸出，信號線B為反相接收器輸入和反相發(fā)送器輸出，由

5、于是半雙工，所以有發(fā)送與接受的使能端DE與引腳。 在圖(b)中，有兩對4根信號線A、B和Y、Z，其中A、B專用作接收器輸入，A為同相、B為反相；而Y、Z專用作發(fā)送器輸出，Y為同相、Z為反相，所以構(gòu)成了全雙工通信。 在許多工業(yè)過程控制中，往往要求用最少的信號線來完成通信任務(wù)。目前廣泛應(yīng)用的RS-485串行接口總線就是為適應(yīng)這種需要應(yīng)運而生的。它實際就是RS-422總線的變型，二者不同之處在于：RS-422為全雙工，采用兩對差分平衡信號線；而RS-485為半雙工，只需一對平衡差分信號線。 在控制領(lǐng)域中，以微處理器為核心構(gòu)在控制領(lǐng)域中，以微處理器為核心構(gòu)成的測控儀表的一個重要技術(shù)指標(biāo)就是具成的測控儀

6、表的一個重要技術(shù)指標(biāo)就是具有串行通信接口功能，以前主要是采用有串行通信接口功能，以前主要是采用RS-232C接口，現(xiàn)在無一例外地是接口，現(xiàn)在無一例外地是RS-485接口。接口。 圖圖2-24給出了給出了AT89C52單片機與芯片單片機與芯片MAX487E構(gòu)構(gòu)成的成的RS-485接口電路，用單片機的接口電路，用單片機的P1.7口控制口控制MAX487E的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送時置的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送時置P1.7為為高電平高電平，則使能端，則使能端DE=1打開發(fā)送器打開發(fā)送器D的緩的緩沖門，發(fā)自單片機沖門，發(fā)自單片機TXD端的數(shù)據(jù)信息經(jīng)端的數(shù)據(jù)信息經(jīng)DI端分別端分別從從D的同相端與反相

7、端傳到的同相端與反相端傳到RS-485總線上?？偩€上。 當(dāng)接收數(shù)據(jù)時把當(dāng)接收數(shù)據(jù)時把P1.7置于置于低電平低電平，此時使能端，此時使能端=0打開接收器打開接收器R的緩沖門，來自于的緩沖門，來自于RS-485總線上的總線上的數(shù)據(jù)信息分別經(jīng)數(shù)據(jù)信息分別經(jīng)R的同相端與反相端從的同相端與反相端從RO端傳出端傳出進入單片機進入單片機RXD端。端。 RS-485總線上的總線上的A正（高）正（高）B負（低）電平負（低）電平對應(yīng)的是邏輯對應(yīng)的是邏輯“1”，而，而RS-485總線上的總線上的A負（低）負（低）B正（高）電平對應(yīng)的是邏輯正（高）電平對應(yīng)的是邏輯“0”。一般地，。一般地，A與與B之間的正負（高低）之

8、間的正負（高低）電壓之差在電壓之差在0.22.5V之間。之間。圖 10-24 單片機系統(tǒng)中的RS-485接口電路P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7RDWRPSENALE/PTXDRXDAT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7EA/VPXTAL1XTAL2RESETINT0T0T1INT1RODEDIABVCCGNDRERD12348765MAX487E RS-485更適合于多站互連（已經(jīng)具備了現(xiàn)場總線的概念），一個發(fā)送驅(qū)動器最多可連接大于32個負載設(shè)備，負載設(shè)備可

9、以是被動發(fā)送器、接收器和收發(fā)器。其電路結(jié)構(gòu)是在平衡連接的電纜上掛接發(fā)送器、接收器或組合收發(fā)器，且在電纜兩端各掛接一個終端電阻用于消除兩線間的干擾。 圖圖2-25為以為以PC機作主機，機作主機，n個單片智能設(shè)備個單片智能設(shè)備為從機、工作于主從方式的為從機、工作于主從方式的RS-485總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。利用構(gòu)圖。利用PC機配置的機配置的RS-232C串行端口，外配串行端口，外配一個一個RS-232C/RS-485轉(zhuǎn)換器，可將轉(zhuǎn)換器，可將RS-232C信號信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為RS-485信號。每個從機通過信號。每個從機通過MAX487E芯芯片構(gòu)建片構(gòu)建RS-485通信接口，就可掛接在通信接口

10、，就可掛接在RS-485總線總線網(wǎng)絡(luò)上，總線端點處并接的兩個網(wǎng)絡(luò)上，總線端點處并接的兩個120電阻用于消電阻用于消除兩線間的干擾。除兩線間的干擾。RS-485總線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離最遠總線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離最遠可達可達1200m（速率（速率20 kb/s）、傳輸速率最高可達）、傳輸速率最高可達2Mb/s（距離（距離12 m）。至于在網(wǎng)絡(luò)上最多允許掛）。至于在網(wǎng)絡(luò)上最多允許掛接多少個從機，這主要取決于接多少個從機，這主要取決于232/485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動能力與動能力與485接口芯片的輸入阻抗與驅(qū)動能力，如接口芯片的輸入阻抗與驅(qū)動能力，如果再加上中繼站，可以增加更多的從機數(shù)量。果再加上中繼站，可以增加更多的從機數(shù)量。 PC機 RS-232CTXDRXD232/485轉(zhuǎn)換器AB120MAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXD1 # 從機TXD圖 10-25 PC機與多個單片機系統(tǒng)構(gòu)成的RS-485通信網(wǎng)絡(luò)MAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXD2 # 從機TXDMAX487EROREDEDIBAAT89C52P1.7RXDn #