零基礎(chǔ)到精通RS485通訊

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一、RS232通訊的基礎(chǔ)知識：

RS232通訊又叫串口通訊方式。是指計算機通過RS232國際標準協(xié)議用串口連接線和單臺設(shè)備（控制器）進行通訊的方式。通訊距離：9600波特率下建議在13米以內(nèi)。

通訊速率（波特率BaudRate）：缺省常用的是9600bps，常見的還有1200240048001920038400等。波特率越大，傳輸速度越快，但穩(wěn)定的傳輸距離越短，抗干擾能力越差。

二、RS485通訊的基本知識

RS485和RS232的基本的通訊機理是一致的，他的優(yōu)點在于彌補了RS232通訊距離短，不能進行多臺設(shè)備同時進行聯(lián)網(wǎng)管理的缺點。

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計算機通過RS232RS485轉(zhuǎn)換器，依次連接多臺485設(shè)備，采用輪詢的方式，對總線上的設(shè)備輪番進行通訊。

接線標示是485+485-，分別對應(yīng)鏈接設(shè)備（控制器）的485+485-。通訊距離：最遠的設(shè)備（控制器）到計算機的連線理論上的距離是1200米，建議客戶控制在800米以內(nèi)，能控制在300米以內(nèi)效果最好。假使距離超長，可以選購485中繼器（延長器）（請向?qū)I(yè)的轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)公司購買，中繼器的放置位置是在總線中間還是開始，請參考相關(guān)廠家的說明書。）選購中繼器理論上可以延長到3000米。負載數(shù)量：即一條485總線可以帶多少臺設(shè)備（控制器），這個取決于控制器的通訊芯片和485轉(zhuǎn)換器的通訊芯片的選型，一般有32臺，64臺，128臺，256臺幾種選擇，這個是理論的數(shù)字，實際應(yīng)用時，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，通訊距離等因素，負載數(shù)量達不到指標數(shù)。微耕公司控制器和轉(zhuǎn)換器按256臺設(shè)計，實際建議客戶每條總線控制在80臺以內(nèi)。假使有幾百上千臺控制器，請采用多串口卡或者485HUB來解決，具體請參考“假使系統(tǒng)控制器數(shù)成百上千臺，如何組網(wǎng)？〞堅決阻止使用無源485轉(zhuǎn)換器，具體請參考“為什么阻止使用無源485轉(zhuǎn)換器？〞

485通訊總線（必需用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組），假使用普通的電線（沒有雙絞）干擾將十分大，通訊不暢，甚至通訊不上。每臺控制器設(shè)備必需手牽手地串下去，不可以有星型連接或者分叉。假使有星型連接或者分叉，干擾將十分大，通訊不暢，甚至通訊不上。

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三、RS232轉(zhuǎn)RS485電路圖

產(chǎn)品簡介：

LD-3長線隔離驅(qū)動器采用電流環(huán)的形式來完成遠距離通信。該產(chǎn)品需成對使用，可以遠距離隔離傳送TXD、RXD、GND三線RS-232信號。接入該長線驅(qū)動器后，使得相互連接的串口通信設(shè)備不在共地，通

信信號之間沒有了電接觸，從而可以有效避免由于雷擊、浪涌或強電磁信號造成的通信設(shè)備接口損壞的問題。且該產(chǎn)品通過串口竊電，無須外接電源，使用簡單便利。應(yīng)用領(lǐng)域：

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、遠程抄表系統(tǒng)、遠程計算機監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、考勤管理系統(tǒng)、消費系統(tǒng)、停車場系統(tǒng)、自助銀行系統(tǒng)、公共汽車收費系統(tǒng)、馬路收費站系統(tǒng)等產(chǎn)品參數(shù)：

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傳輸速率：0-57600bps通信距離：

RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標準，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制訂并發(fā)布的。RS-232在1962年發(fā)布，命名為EIA-232-E，作為工業(yè)標準，以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。其傳送距離最大約為15米，最高速率為20kb/s，并且RS-232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的。所以，RS232只適合于本地通訊使用。

RS-422由RS-232發(fā)展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到1200米（速率低于100kb/s時），并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允大量

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個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。由于EIA提出的建議標準都是以RS作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，依舊習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。2、自制RS232-485轉(zhuǎn)換器電路圖：

RS232-485轉(zhuǎn)換器主要包括了電源、232電平轉(zhuǎn)換、485電路三部分。本電路的232電平轉(zhuǎn)換電路采用了NIH232或者也可以直接使用MAX232集成電路，485電路采用了MAX485集成電路。為了使用便利，電源部分設(shè)計成無源方式，整個電路的供電直接從PC機的RS232

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接口中的DTR（4腳）和RTS（7腳）竊取。PC串口每根線可以提供大約9mA的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個電路使用了。經(jīng)試驗，本電路只使用其中一條線也能夠正常工作。使用本電路需注意PC程序必需使串口的DTR和RTS輸出高電平，經(jīng)過D3穩(wěn)壓后得到VCC，經(jīng)過實際測試，VCC電壓大約在4.7V左右。因此，電路中要說D3起的作用是穩(wěn)壓還不如說是限壓功能。

MAX485是通過兩個引腳RE（2腳）和DE（3腳）來控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。當RE為低電平日，MAX485數(shù)據(jù)輸入有效；當DE為高電平日，MAX485數(shù)據(jù)輸出有效。在半雙工使用中，尋?？梢詫⑦@兩個腳直接相連，然后由PC或者單片機輸出的高低電平就可以讓MAX485在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換了。由于本電路DTR和RTS都用于了電路供電，因此使用TX線和HIN232的另外一個通道及Q1來控制MAX485的狀態(tài)切換。平日NIH232的9腳輸出高電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為低電平而處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當PC機發(fā)送數(shù)據(jù)時，NIH232的9腳輸出低電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為高電平而處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。

五、RS485總線聯(lián)網(wǎng)報警設(shè)備施工本卷須知（一）線材選擇

一定要用雙絞線，在沒有大的電磁干擾場合，可以不加屏蔽,但一定要雙絞?，F(xiàn)在國內(nèi)好多客戶使用DS7400和VISTA-120總線型

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報警主機，由于他們不是485總線，這兩大品牌對線材的要求是平行線，而且線材一般要求至少1.0mm，好多客戶停留在這兩大產(chǎn)品的基礎(chǔ)上來做485總線報警主機，從而存在了一個嚴重的隱患。經(jīng)我們驗證，當用1.0mm平行線來傳輸485信號時，線材超過800m就會出現(xiàn)通訊不正常甚至有時根本就沒法通訊，主要就是平行線的分布電容對信號的延遲加大，所以，工程商在用485總線報警主機時要注意的一個地方。我司485總線報警主機，信號線最好選用RVSP2*0.5雙絞屏蔽線，可以穩(wěn)定傳輸1200m，雙總線可達2400米。

（二）布線規(guī)范

1、信號總線建議使用雙絞屏蔽RVSP2*0.5，線材阻抗120歐姆最正確。單路總線的最長控制距離可達1.2公里，雙總線可達2.4公里。信號線切忌用平行線。

2、在同一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，必需使用同一種電纜，盡量減少線路中

的接點。接點處確保焊接良好，包扎緊湊，避免松動和氧化。485總線一定要是手拉手式的總線結(jié)構(gòu)(并聯(lián)方式),堅決杜絕星型連接和分叉連接。

3、布線盡量遠離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。4、用屏蔽線將所有485設(shè)備的GND地連接起來。

5、當總線長度超過100米后，應(yīng)在最終一臺485設(shè)備的485+和485-上并接120歐姆的終端電阻，通訊穩(wěn)定性增加。

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6、當總線長度超過200米后，建議在最終一個設(shè)備的485+和485-上并接一個120歐姆的終端電阻。若系統(tǒng)加了中繼器，應(yīng)當在中繼器的進線端485+和485-上并接一個120歐姆的終端電阻，中繼器出線端最終一個設(shè)備也要并接終端電阻。

7、接點處確保焊接良好，包扎緊湊，避免松動和氧化。

六、RS485布線應(yīng)注意的問題

1、485總線的通訊距離可以達到1200米.

其實只是485總線結(jié)構(gòu)理論上在理想環(huán)境的前提下才有可能使得傳輸距離達到1200米.一般是指通訊線材優(yōu)質(zhì)達標,波特率9600,只有一臺485設(shè)備才能使得通訊距離達到1200米,而且能通訊并不代表每次通訊都正常.所以尋常485總線實際的穩(wěn)定的通訊距離遠遠達不到1200米.負載485設(shè)備多,線材阻抗不貼合標準,線徑過細,轉(zhuǎn)換器品質(zhì)不良,設(shè)備防雷保護,波特率的加高等等因素都會降低通訊距離.

2、485總線可以帶128臺設(shè)備進行通訊.

其實并不是所有485轉(zhuǎn)換器都能夠帶128臺設(shè)備的.要根據(jù)485轉(zhuǎn)換器內(nèi)芯片采用的型號和485設(shè)備芯片采用的型號來判斷的.誰低就誰的.一般485芯片負載能力有三個級別32臺128臺256臺.理論上的標稱往往實際上是達不到的.通訊距離越長,波特率越高,線徑越細,線材質(zhì)量越差,轉(zhuǎn)換器品質(zhì)越差,轉(zhuǎn)換器電能供應(yīng)不足(無源轉(zhuǎn)換器),防雷保護越強這些都會大大降低真實負載數(shù)量.

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3、485總線是一種最簡單最穩(wěn)定最成熟的工業(yè)總線結(jié)構(gòu).這種概念是錯誤的.應(yīng)當是:485總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟型的傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式.通訊質(zhì)量是需要根據(jù)施工經(jīng)驗進行測試和調(diào)試的.485總線雖然簡單,但必需嚴格安裝施工規(guī)范進行布線.

4、485+和485-條數(shù)據(jù)線一定要互為雙絞.

布線一定要布多股屏蔽雙絞線,多股是為了備用,屏蔽是為了出現(xiàn)特別狀況時調(diào)試,雙絞是由于485通訊采用差模通訊原理,雙絞的抗干擾性最好.不采用雙絞線,是極端錯誤的.

485總線一定要是手牽手式的總線結(jié)構(gòu),堅決杜絕星型連接和分叉連接.

設(shè)備供電的交流電及機箱一定要真實接地,而且接地良好.

有好多地方表面上有三角插座,其實根本沒有接地,要防備.接地良好時,可以確保設(shè)備被雷擊浪涌沖擊靜電累計時可以協(xié)同設(shè)備的防雷設(shè)計較好地釋放能量.保護485總線設(shè)備和相關(guān)芯片不受傷害.避免和強電走在一起,以免強電對其干擾.

5、幾種常見的通訊故障:通訊不上,無反應(yīng).

可以上傳數(shù)據(jù),但不可以下載數(shù)據(jù).

通訊時,系統(tǒng)提醒受到干擾.或者不通訊時,通訊指示燈也不停地閃爍.有時能通訊上,有時通訊不上.有的指令可以通,有的指令不可以通.

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6、推薦幾個調(diào)試方法:

首先要確保設(shè)備接線正確,且嚴格貼合規(guī)范.

共地法:用1條線或者屏蔽線將所有485設(shè)備的GND地連接起來,這樣可以避免所有設(shè)備之間存在影響通訊的電勢差.

終端電阻法:在最終一臺485設(shè)備的485+和485-上并接120歐姆的終端電阻來改善通訊質(zhì)量

中間分段斷開法:通過從中休止開來檢查是否是設(shè)備負載過多通訊距離過長某臺設(shè)備損害對整個通訊線路的影響等原因

單獨拉線法:單獨簡易暫時拉一條線到設(shè)備,這樣可以用來排除是否是布線引起了通訊故障

更換轉(zhuǎn)換器法:隨身攜帶幾個轉(zhuǎn)換器,這樣可以排除是否是轉(zhuǎn)換器質(zhì)量問題影響了通訊質(zhì)量

筆記本調(diào)試法:先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設(shè)備,替換客戶電腦,來進行通訊,假使可以,則說明客戶的電腦的串口有可能被損害或者受傷

7、提出幾個建議和忠告:

建議用戶使用和購買門禁廠家提供的485轉(zhuǎn)換器或者廠家指定推薦

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品牌的485轉(zhuǎn)換器.

門禁廠家會對與其配套的485轉(zhuǎn)換器做大量的測試工作,并且會單獨要求485廠家安裝其固定的性能參數(shù)進行生產(chǎn)和品質(zhì)檢測,所以和其門禁設(shè)備具備較好的兼容性.千萬不要貪圖低廉購買雜牌廠家的485轉(zhuǎn)換器.

嚴格依照485總線的施工規(guī)范進行施工,杜絕任何僥幸心理.

對線路較長負載較多的狀況采用主動科學的有預留的解決方案.假使通訊距離過長,建議假使超過500米就采用中繼器或者485HUB來解決問題.

假使負載數(shù)過多,建議假使一條總線上超過30臺就采用485HUB來解決問題.

現(xiàn)場調(diào)試帶齊調(diào)試設(shè)備.

現(xiàn)場調(diào)試一定要隨身攜帶幾個確保以前可以接長距離和多負載的轉(zhuǎn)換器一臺常用的電腦筆記本測試通路斷路的萬用表幾個120歐姆的終端電阻.

七、485總線應(yīng)采用什么樣的通訊線

1、必需采用國際上通行的屏蔽雙絞線。我們推薦用的屏蔽雙絞線的型號為RVSP2*0.5（二芯屏蔽雙絞線，每芯由16股的0.2mm

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的導線組成）。采用屏蔽雙絞線有助于減少和消除兩根485通信線之間產(chǎn)生的分布電容以及來自于通訊線周邊產(chǎn)生的共模干擾。工程商大都習慣采用5類網(wǎng)線或超5類網(wǎng)線作為485通信線，這是錯誤的。這是由于：

(1)普通網(wǎng)線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。

（2）網(wǎng)線只有0.2mm平方，線徑太細，會導致傳輸距離降低和可掛接的設(shè)備減少。

（3）網(wǎng)絡(luò)線為單股的銅線，相比多芯線而言簡單斷裂。

2、為什么要接地

485收發(fā)器在規(guī)定的共模電壓-7V至+12V之間時，才能正常工作。假使超出此范圍會影響通訊，嚴重的會損壞通訊接口。共模干擾會增大上述共模電壓。消除共模干擾的有效手段之一是將485通訊線的屏蔽層用作地線，將機具、電腦等網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地連接在一起，并由一點可靠地接入大地。

3、485通信線應(yīng)如何走線？

通信線盡量遠離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。

4、為什么485總線要采用手拉手結(jié)構(gòu)，而不能采用星形結(jié)構(gòu)？星形結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生反射信號，從而影響到485通信?？偩€到每個終

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端設(shè)備的分支線長度應(yīng)盡量短，一般不要超出5米。分支線假使沒有接終端，會有反射信號，對通訊產(chǎn)生較強的干擾，應(yīng)將其去掉。

5、485總線上設(shè)備到設(shè)備之間可以有接點嗎？

在同一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點。接點處確保焊接良好，包扎緊湊，避免松動和氧化。保證一條單一的、連續(xù)的信號通道作為總線。

6、什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？485通信線由兩根雙絞的線組成，它是通過兩根通信線之間的電壓差的方式來傳遞信號，因此稱之為差分電壓傳輸。

差模干擾在兩根信號線之間傳輸，屬于對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加一個偏值電阻,并采用雙絞線；

共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：

（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地

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（2）強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽

（3）布線時遠離高壓線