答：由於RS-232-C接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點：

 

（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換電路方能與TTL電路連接。

 

（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成共地的傳輸形式

，這種共地傳輸容易產生共模幹擾，所以抗噪聲幹擾性弱。

 

（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也隻能用在50米左右。針對RS-232-C的不足，於是就不斷出現了一些新的接口標準
，RS-485就是其中之一，它具有以下特點：

 

 

1）RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2-6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2-6）V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片
，且該電平與TTL電平兼容
，可方便與TTL電路連接。

 

2）RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps

 

3）RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模幹能力增強
，即抗噪聲幹擾性好。

 

4）RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米
，另外RS-232-C接口在總線上隻允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。

 

5）因RS-485接口具有良好的抗噪聲幹擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡
，一般隻需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的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）。

 

1、平衡傳輸

 

RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B

 

通常情況下，發送驅動器A
、B之間的正電平在+2～+6V
，是一個邏輯狀態，負電平在-2～6V，是另一個邏輯狀態。另有一個信號地C

，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用於控製發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處於高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別於邏輯“1”與“0”的第三態。

 

接收器也作與發送端相對的規定
，收、發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連，當在收端AB之間有大於+200mV的電平時

，輸出正邏輯電平，小於-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平範圍通常在200mV至6V之間。

 

2、RS-422電氣規定

 

RS-422標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”
，它定義了接口電路的特性。圖2是典型的RS-422四線接口。實際上還有一根信號地線
，共5根線。圖1是其DB9連接器引腳定義。由於接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主設備（Master）
，其餘為從設備（Salve），從設備之間不能通信
，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k

，故發端最大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422四線接口由於采用單獨的發送和接收通道，因此不必控製數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）實現。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米）
，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下
，才可能達到最大傳輸距離。隻有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

 

RS-422需要一終接電阻
，要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。

 

3、RS-485電氣規定

 

由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的
，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式
、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線製可實現真正的多點雙向通信。

 

而采用四線連接時，與RS-422一樣隻能實現點對多的通信，即隻能有一個主（Master）設備，其餘為從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。

 

RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間

，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12k劍鳵S-422是4k健
；舊峽梢運礡S-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。

 

RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。隻有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。

 

RS-485需要2個終接電阻，其阻值要求等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。

 

 

RS-422可支持10個節點，RS-485支持32個節點，因此多節點構成網絡。網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構
，不支持環形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：

 

 

1、采cai用yong一yi條tiao雙shuang絞jiao線xian電dian纜lan作zuo總zong線xian，將jiang各ge個ge節jie點dian串chuan接jie起qi來lai
，從cong總zong線xian到dao每mei個ge節jie點dian的de引yin出chu線xian長chang度du應ying盡jin量liang短duan，以yi便bian使shi引yin出chu線xian中zhong的de反fan射she信xin號hao對dui總zong線xian信xin號hao的de影ying響xiang最zui低di。所suo示shi為wei實shi際ji應ying用yong中zhong常chang見jian的de一yi些xie錯cuo誤wu連lian接jie方fang式shi（a，c，e）和正確的連接方式（b，d
，f）。a
，c，e這三種網絡連接盡管不正確，在短距離
、低di速su率lv仍reng可ke能neng正zheng常chang工gong作zuo
，但dan隨sui著zhe通tong信xin距ju離li的de延yan長chang或huo通tong信xin速su率lv的de提ti高gao，其qi不bu良liang影ying響xiang會hui越yue來lai越yue嚴yan重zhong，主zhu要yao原yuan因yin是shi信xin號hao在zai各ge支zhi路lu末mo端duan反fan射she後hou與yu原yuan信xin號hao疊die加jia，會hui造zao成cheng信xin號hao質zhi量liang下xia降jiang。

 

2、應注意總線特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性：總線的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發器緊靠在一起安裝
，再者是過長的分支線引出到總線。

 

總之，應該提供一條單一
、連續的信號通道作為總線。

 

 

對RS-422與RS-485總(zong)線(xian)網(wang)絡(luo)一(yi)般(ban)要(yao)使(shi)用(yong)終(zhong)接(jie)電(dian)阻(zu)進(jin)行(xing)匹(pi)配(pei)。但(dan)在(zai)短(duan)距(ju)離(li)與(yu)低(di)速(su)率(lv)下(xia)可(ke)以(yi)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)。那(na)麼(me)在(zai)什(shen)麼(me)情(qing)況(kuang)下(xia)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)匹(pi)配(pei)呢(ne)

？理(li)論(lun)上(shang)
，在(zai)每(mei)個(ge)接(jie)收(shou)數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)的(de)中(zhong)點(dian)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang)時(shi)
，隻(zhi)要(yao)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)在(zai)開(kai)始(shi)采(cai)樣(yang)時(shi)衰(shuai)減(jian)到(dao)足(zu)夠(gou)低(di)就(jiu)可(ke)以(yi)不(bu)考(kao)慮(lv)匹(pi)配(pei)。但(dan)這(zhe)在(zai)實(shi)際(ji)上(shang)難(nan)以(yi)掌(zhang)握(wo)，美(mei)國(guo)MAXIM公司有篇文章提到一條經驗性的原則可以用來判斷在什麼樣的數據速率和電纜長度時需要進行匹配：當信號的轉換時間（上升或下降時間）超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483輸出信號的上升或下降時間最小為250ns，典型雙絞線上的信號傳輸速率約為0.2m/ns（24AWGPVC電纜），那麼隻要數據速率在250kb/s以內、電纜長度不超過16米，采用MAX483作為RS-485接口時就可以不加終端匹配。

 

一般終端匹配采用終接電阻方法，前文已有提及，RS-422在總線電纜的遠端並接電阻，RS-485則應在總線電纜的開始和末端都需並接終接電阻。終接電阻一般在RS-422網絡中取100Ω，在RS-485網絡中取120Ω。相當於電纜特性阻抗的電阻

，因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對於功耗限製比較嚴格的係統不太適合。

 

另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配，利用一隻電容C隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。

 

還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號
，達到改善信號質量的目的。節能效果顯著。

 

 

電子係統接地是很重要的，但常常被忽視。接地處理不當往往會導致電子係統不能穩定工作甚至危及係統安全。RS-422與RS-485傳(chuan)輸(shu)網(wang)絡(luo)的(de)接(jie)地(di)同(tong)樣(yang)也(ye)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)，因(yin)為(wei)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)不(bu)合(he)理(li)會(hui)影(ying)響(xiang)整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)
，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)比(bi)較(jiao)惡(e)劣(lie)和(he)傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)於(yu)接(jie)地(di)的(de)要(yao)求(qiu)更(geng)為(wei)嚴(yan)格(ge)。否(fou)則(ze)接(jie)口(kou)損(sun)壞(huai)率(lv)較(jiao)高(gao)。很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)，連(lian)接(jie)RS-422、RS-485通信鏈路時隻是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接

，這種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患，這有下麵二個原因：

 

1
、共模幹擾問題：正如前文已述，RS-422與RS-485接jie口kou均jun采cai用yong差cha分fen方fang式shi傳chuan輸shu信xin號hao方fang式shi，並bing不bu需xu要yao相xiang對dui於yu某mou個ge參can照zhao點dian來lai檢jian測ce信xin號hao，係xi統tong隻zhi需xu檢jian測ce兩liang線xian之zhi間jian的de電dian位wei差cha就jiu可ke以yi了le。但dan人ren們men往wang往wang忽hu視shi了le收shou發fa器qi有you一yi定ding的de共gong模mo電dian壓ya範fan圍wei
，如ruRS-422共模電壓範圍為-7～+7V

，而RS-485收發器共模電壓範圍為-7～+12V，隻有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此範圍時就會影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。以圖1為例
，當發送驅動器A向接收器B發送數據時，發送驅動器A的輸出共模電壓為VOS
，由於兩個係統具有各自獨立的接地係統，存在著地電位差VGPD。那麼，接收器輸入端的共模電壓VCM就會達到VCM=VOS+VGPD。RS-422與RS-485標準均規定VOS≤3V，但VGPD可能會有很大幅度（十幾伏甚至數十伏）
，並可能伴有強幹擾信號
，致使接收器共模輸入VCM超出正常範圍，並在傳輸線路上產生幹擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞通信接口電路。

 

2、（EMI）問題：發送驅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），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。

 

由於上述原因，RS-422、RS-485盡管采用差分平衡傳輸方式，但對整個RS-422或RS-485網絡，必須有一條低阻的信號地。一條低阻的信號地將兩個接口的工作地連接起來，使共模幹擾電壓VGPD被短路。

 

這條信號地可以是額外的一條線（非屏蔽雙絞線），或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。這是最通常的接地方法。

 

值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，這(zhe)種(zhong)做(zuo)法(fa)僅(jin)對(dui)高(gao)阻(zu)型(xing)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)有(you)效(xiao)，由(you)於(yu)幹(gan)擾(rao)源(yuan)內(nei)阻(zu)大(da)，短(duan)接(jie)後(hou)不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)很(hen)大(da)的(de)接(jie)地(di)環(huan)路(lu)電(dian)流(liu)，對(dui)於(yu)通(tong)信(xin)不(bu)會(hui)有(you)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。當(dang)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)源(yuan)內(nei)阻(zu)較(jiao)低(di)時(shi)，會(hui)在(zai)接(jie)地(di)線(xian)上(shang)形(xing)成(cheng)較(jiao)大(da)的(de)環(huan)路(lu)電(dian)流(liu)
，影(ying)響(xiang)正(zheng)常(chang)通(tong)信(xin)。筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)，可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)以(yi)下(xia)三(san)種(zhong)措(cuo)施(shi)：

 

（1）如(ru)果(guo)幹(gan)擾(rao)源(yuan)內(nei)阻(zu)不(bu)是(shi)非(fei)常(chang)小(xiao)，可(ke)以(yi)在(zai)接(jie)地(di)線(xian)上(shang)加(jia)限(xian)流(liu)電(dian)阻(zu)以(yi)限(xian)製(zhi)幹(gan)擾(rao)電(dian)流(liu)。接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)的(de)增(zeng)加(jia)可(ke)能(neng)會(hui)使(shi)共(gong)模(mo)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)
，但(dan)隻(zhi)要(yao)控(kong)製(zhi)在(zai)適(shi)當(dang)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)就(jiu)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)正(zheng)常(chang)通(tong)信(xin)。

 

（2）caiyongfudijishu，geduanjiedihuanlu。zheshijiaochangyongyeshishifenyouxiaodeyizhongfangfa

，danggongmoganraoneizuhenxiaoshishangshufangfayibunengzouxiao

，cishikeyikaolvjiangyinruganraodejiedian（例如處於惡劣的工作環境的現場設備）浮置起來（也就是係統的電路地與機殼或大地隔離），這樣就隔斷了接地環路，不會形成很大的環路電流。

 

（3）采cai用yong隔ge離li接jie口kou。有you些xie情qing況kuang下xia
，出chu於yu安an全quan或huo其qi它ta方fang麵mian的de考kao慮lv，電dian路lu地di必bi須xu與yu機ji殼ke或huo大da地di相xiang連lian，不bu能neng懸xuan浮fu

，這zhe時shi可ke以yi采cai用yong隔ge離li接jie口kou來lai隔ge斷duan接jie地di回hui路lu
，但dan是shi仍reng然ran應ying該gai有you一yi條tiao地di線xian將jiang隔ge離li側ce的de公gong共gong端duan與yu其qi它ta接jie口kou的de工gong作zuo地di相xiang連lian。

 

 

RS-422與RS-485標準都規定了接收器門限為±200mV。這樣規定能夠提供比較高的噪聲抑製能力，如前文所述
，當接收器A電平比B電平高+200mV以(yi)上(shang)時(shi)，輸(shu)出(chu)為(wei)正(zheng)邏(luo)輯(ji)
，反(fan)之(zhi)，則(ze)輸(shu)出(chu)為(wei)負(fu)邏(luo)輯(ji)。但(dan)由(you)於(yu)第(di)三(san)態(tai)的(de)存(cun)在(zai)，即(ji)在(zai)主(zhu)機(ji)在(zai)發(fa)端(duan)發(fa)完(wan)一(yi)個(ge)信(xin)息(xi)數(shu)據(ju)後(hou)，將(jiang)總(zong)線(xian)置(zhi)於(yu)第(di)三(san)態(tai)，即(ji)總(zong)線(xian)空(kong)閑(xian)時(shi)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)信(xin)號(hao)驅(qu)動(dong)總(zong)線(xian)，使(shi)AB之間的電壓在-200～+200mV直至趨於0V，這帶來了一個問題：接收器輸出狀態不確定。如果接收機的輸出為0V
，網wang絡luo中zhong從cong機ji將jiang把ba其qi解jie釋shi為wei一yi個ge新xin的de啟qi動dong位wei，並bing試shi圖tu讀du取qu後hou續xu字zi節jie，由you於yu永yong遠yuan不bu會hui有you停ting止zhi位wei
，產chan生sheng一yi個ge幀zhen錯cuo誤wu結jie果guo，不bu再zai有you設she備bei請qing求qiu總zong線xian，網wang絡luo陷xian於yu癱tan瘓huan狀zhuang態tai。除chu上shang述shu所suo述shu的de總zong線xian空kong閑xian會hui造zao成cheng兩liang線xian電dian壓ya差cha低di於yu200mV的情況外，開路或短路時也會出現這種情況。故應采取一定的措施避免接收器處於不確定狀態。

 

通常是在總線上加偏置，當總線空閑或開路時
，利用偏置電阻將總線偏置在一個確定的狀態（差分電壓≥-200mV）。如圖1。將A上拉到地，B下拉到5V
，電阻的典型值是1kΩ，具體數值隨電纜的電容變化而變化。

 

上述方法是比較經典的方法
，但它仍然不能解決總線短路時的問題
，有些廠家將接收門限移到-200mV/-50mV，可解決這個問題。

 

 

qianwentidaodexinhaojiedicuoshi
，zhiduidipinlvdegongmoganraoyoubaohuzuoyong，duiyupinlvhengaodeshuntaiganraojiuwunengweilile。youyuchuanshuxianduigaopinxinhaoeryanjiushixiangdangyudiangan，yinciduiyugaopinshuntaiganrao，jiedixianshijidengtongyukailu。zheyangdeshuntaiganraosuiranchixushijianduanzan
，dankenenghuiyouchengbaishangqianfudedianya。

 

實際應用環境下還是存在高頻瞬態幹擾的可能。一般在切換大功率感性負載如電機、變壓器、繼電器等或閃電過程中都會產生幅度很高的瞬態幹擾，如果不加以適當防護就會損壞RS-422或RS-485通信接口。對於這種瞬態幹擾可以采用隔離或旁路的方法加以防護。

 

1、gelibaohufangfa。zhezhongfanganshijishangjiangshuntaigaoyazhuanyidaogelijiekouzhongdediangelicengshang，youyugelicengdegaojueyuandianzu
，buhuichanshengsunhaixingdelangyongdianliu，qidaobaohujiekoudezuoyong。tongchangcaiyonggaopinbianyaqi
、光耦等元件實現接口的電氣隔離，已有器件廠商將所有這些元件集成在一片IC中
，使用起來非常簡便。這種方案的優點是可以承受高電壓、持續時間較長的瞬態幹擾

，實現起來也比較容易，缺點是成本較高。

 

2
、旁路保護方法。這種方案利用瞬態抑製元件（如TVS、MOV
、氣體放電管等）將(jiang)危(wei)害(hai)性(xing)的(de)瞬(shun)態(tai)能(neng)量(liang)旁(pang)路(lu)到(dao)大(da)地(di)，優(you)點(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)，缺(que)點(dian)是(shi)保(bao)護(hu)能(neng)力(li)有(you)限(xian)

，隻(zhi)能(neng)保(bao)護(hu)一(yi)定(ding)能(neng)量(liang)以(yi)內(nei)的(de)瞬(shun)態(tai)幹(gan)擾(rao)，持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)不(bu)能(neng)很(hen)長(chang)
，而(er)且(qie)需(xu)要(yao)有(you)一(yi)條(tiao)良(liang)好(hao)的(de)連(lian)接(jie)大(da)地(di)的(de)通(tong)道(dao)，實(shi)現(xian)起(qi)來(lai)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)是(shi)將(jiang)上(shang)述(shu)兩(liang)種(zhong)方(fang)案(an)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)靈(ling)活(huo)加(jia)以(yi)運(yun)用(yong)
，如(ru)圖(tu)1。在這種方法中，隔離接口對大幅度瞬態幹擾進行隔離，旁路元件則保護隔離接口不被過高的瞬態電壓擊穿。

 

 

在使用RS485jiekoushi
，duiyutedingdechuanshuxianjing，congfashengqidaofuzaiqishujuxinhaochuanshusuoyunxudezuidadianlanchangdushishujuxinhaosulvdehanshu
，zhegechangdushujuzhuyaoshishouxinhaoshizhenjizaoshengdengyingxiangsuoxianzhi。zuidadianlanchangduyuxinhaosulvdeguanxiquxianshishiyong24AWG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歐時所得出。當數據信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時，則電纜長度被限製在1200M。在實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。則取得的最大電纜長度是不相同的。

 

 

RS-485總線上任何時候隻能有一發送器發送。半雙工方式，主從隻能一個發。全雙工方式，主站總可發送，從站隻能有一個發送。

 

 

在(zai)長(chang)線(xian)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)時(shi)，一(yi)般(ban)為(wei)了(le)避(bi)免(mian)信(xin)號(hao)的(de)反(fan)射(she)和(he)回(hui)波(bo)
，需(xu)要(yao)在(zai)接(jie)收(shou)端(duan)接(jie)入(ru)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)電(dian)阻(zu)。其(qi)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)電(dian)阻(zu)值(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)纜(lan)的(de)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)
，與(yu)電(dian)纜(lan)的(de)長(chang)度(du)無(wu)關(guan)。

 

RS-485/RS-422一般采用雙絞線（屏蔽或非屏蔽）連接
，終端電阻一般介於100至140Ω之間，典型值為120Ω。zaishijipeizhishi
，zaidianlandelianggezhongduanjiedianshang，jizuijinduanhezuiyuanduan，gejieruyigezhongduandianzu
，erchuyuzhongjianbufendejiedianzebunengjieruzhongduandianzu
，fouzejiangdaozhitongxunchucuo。

 

 

會出現這種情況，是由於用戶組成RS-485網(wang)時(shi)，沒(mei)有(you)遵(zun)循(xun)站(zhan)點(dian)至(zhi)總(zong)線(xian)的(de)連(lian)線(xian)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)的(de)原(yuan)則(ze)。如(ru)果(guo)總(zong)線(xian)布(bu)線(xian)遵(zun)循(xun)這(zhe)一(yi)原(yuan)則(ze)，就(jiu)不(bu)存(cun)在(zai)不(bu)知(zhi)道(dao)哪(na)個(ge)站(zhan)點(dian)是(shi)最(zui)遠(yuan)的(de)問(wen)題(ti)。而(er)且(qie)要(yao)注(zhu)意(yi)，這(zhe)樣(yang)的(de)布(bu)線(xian)，係(xi)統(tong)將(jiang)會(hui)工(gong)作(zuo)得(de)不(bu)好(hao)。

 

由於RS-485/RS-422在(zai)發(fa)送(song)數(shu)據(ju)完(wan)成(cheng)後(hou)，要(yao)求(qiu)所(suo)有(you)的(de)發(fa)送(song)使(shi)能(neng)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)關(guan)閉(bi)且(qie)保(bao)持(chi)接(jie)收(shou)使(shi)能(neng)有(you)效(xiao)
，此(ci)時(shi)，總(zong)線(xian)驅(qu)動(dong)器(qi)進(jin)入(ru)高(gao)阻(zu)狀(zhuang)態(tai)且(qie)接(jie)收(shou)器(qi)能(neng)夠(gou)監(jian)測(ce)總(zong)線(xian)上(shang)是(shi)否(fou)有(you)新(xin)的(de)通(tong)信(xin)數(shu)據(ju)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)此(ci)時(shi)總(zong)線(xian)處(chu)於(yu)無(wu)源(yuan)驅(qu)動(dong)狀(zhuang)態(tai)（若總線有終端匹配電阻時
，A和B線的差分電平為0，接收器的輸出不確定，且對AB線上的差分信號的變化很敏感；若無終端匹配，則總線處於高阻態，接收器的輸出不確定）
，容易受到外界的噪聲幹擾。當噪聲電壓超過輸入信號門限時（典型值±200mV），接收器將輸出數據，導致對應的UART接收無效的數據，使緊接著的正常通訊出錯；另外一種情況可能發生在打開/關閉發送使能控製的瞬間
，使接收器輸出信號
，也會導致UART錯誤地接收。

 

解決方法：

 

1）在通訊總線上采用同相輸入端上拉（A線）、反相輸入端下拉（B線）的方法對總線進行鉗位
，保證接收器輸出為固定的“1”電平
；

 

2）采用內置防故障模式的MAX308x係列的接口產品替換該接口電路
；

 

3）通過軟件方式消除

，即在通信數據包內增加2-5個起始同步字節，隻有在滿足同步頭後才開始真正的數據通訊。

 

 

1、在通信電纜中的信號反射

 

在通信過程中，有兩種信號因導致信號反射：阻抗不連續和阻抗不匹配。阻抗不連續，信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號在這個地方就會引起反射
，如圖1suoshi。zhezhongxinhaofanshedeyuanli，yuguangcongyizhongmeizhijinrulingyizhongmeizhiyaoyinqifansheshixiangside。xiaochuzhezhongfanshedefangfa，jiubixuzaidianlandemoduankuajieyigeyudianlandetexingzukangtongyangdaxiaodezhongduandianzu，shidianlandezukanglianxu。youyuxinhaozaidianlanshangdechuanshushishuangxiangde，yinci
，zaitongxundianlandelingyiduankekuajieyigetongyangdaxiaodezhongduandianzuconglilunshangfenxi，zaichuanshudianlandemoduanzhiyaokuajieleyudianlantexingzukangxiangpipeidezhongduandianzu
，jiuzaiyebuhuichuxianxinhaofanshexianxiang。danshi
，zaishixianyingyongzhong，youyuchuanshudianlandetexingzukangyutongxunbotelvdengyingyonghuanjingyouguan，texingzukangbukenengyuzhongduandianzuwanquanxiangdeng
，yincihuoduohuoshaodexinhaofanshehaihuicunzai。

 

引(yin)起(qi)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)的(de)另(ling)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)數(shu)據(ju)收(shou)發(fa)器(qi)與(yu)傳(chuan)輸(shu)電(dian)纜(lan)之(zhi)間(jian)的(de)阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)。這(zhe)種(zhong)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)反(fan)射(she)
，主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)在(zai)通(tong)訊(xun)線(xian)路(lu)處(chu)在(zai)空(kong)閑(xian)方(fang)式(shi)時(shi)，整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)數(shu)據(ju)混(hun)亂(luan)。

 

信號反射對數據傳輸的影響，歸根結底是因為反射信號觸發了接收器輸入端的比較器
，使接收器收到了錯誤的信號，導致CRC校驗錯誤或整個數據幀錯誤。

 

在信號分析，衡量反射信號強度的參數是RAF（RefectionAttenuationFactor反射衰減因子）。它的計算公式如式（1）。

 

RAF=20lg（Vref/Vinc）（1）

 

式中：Vref-反射信號的電壓大小；Vinc-在電纜與收發器或終端電阻連接點的入射信號的電壓大小。

 

具體的測量方法如圖3所示。例如，由實驗測得2.5MHz的入射信號正弦波的峰-峰值為+5V
，反射信號的峰-峰值為+0.297V，則該通訊電纜在2.5MHz的通訊速率時，它的反射衰減因子為：RAF=20lg（0.297/2.5）=-24.52dB

 

要yao減jian弱ruo反fan射she信xin號hao對dui通tong訊xun線xian路lu的de影ying響xiang，通tong常chang采cai用yong噪zao聲sheng抑yi製zhi和he加jia偏pian置zhi電dian阻zu的de方fang法fa。在zai實shi際ji應ying用yong中zhong，對dui於yu比bi較jiao小xiao的de反fan射she信xin號hao，為wei簡jian單dan方fang便bian

，經jing常chang采cai用yong加jia偏pian置zhi電dian阻zu的de方fang法fa。在zai通tong訊xun線xian路lu中zhong
，如ru何he通tong過guo加jia偏pian置zhi電dian阻zu提ti高gao通tong訊xun可ke靠kao性xing的de原yuan理li，後hou麵mian將jiang做zuo詳xiang細xi介jie紹shao。

 

第二個影響信號傳輸的因素是信號在電纜的傳輸過程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯合組成的等效電路。

 

電纜的分布電容C主zhu要yao是shi由you雙shuang絞jiao線xian的de兩liang條tiao平ping行xing導dao線xian產chan生sheng。導dao線xian的de電dian阻zu在zai這zhe裏li對dui信xin號hao的de影ying響xiang很hen小xiao，可ke以yi忽hu略lve不bu計ji。信xin號hao的de損sun失shi主zhu要yao是shi由you於yu電dian纜lan的de分fen布bu電dian容rong和he分fen布bu電dian感gan組zu成cheng的deLC低通濾波器。PROFIBUS用的LAN標準型二芯電感（西門子為DP總線選用的標準電纜）
，在不同波特率時的衰減係數。

 

 

影響通訊性能的第三個因素是純阻性負載（也叫直流負載）的大小。這裏指的純阻性負載主要由終端電阻

、偏置電阻和RS-485收發器三者構成。

 

在敘述EIARS-485規範時曾提到過RS-485驅動器在帶了32個節點
，配置了150Ω終端電阻的情況下，至少能輸出1.5V的差分電壓。一個接收器的輸入電阻為12kΩ
，整個網絡的等效電路如圖5所示。按這樣計算
，RS-485驅動器的負載能力為：RL=32個輸入電阻並聯||2個終端電阻=（（12000/32）×（150/2））/（12000/32）+（150/2））≈51.7Ω

 

現在比較常用的RS-485驅動器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利時公司使用的SN75176A/D等，其中有的RS-485驅動器負載能力可以達到20Ω。在不考慮其它諸多因素的情況下，按照驅動能力和負載的關係計算
，一個驅動器可帶節點的最大數量將遠遠大於32個。

 

 

在(zai)通(tong)訊(xun)波(bo)特(te)率(lv)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)時(shi)候(hou)，在(zai)線(xian)路(lu)上(shang)偏(pian)置(zhi)電(dian)阻(zu)是(shi)很(hen)有(you)必(bi)要(yao)的(de)。偏(pian)置(zhi)電(dian)阻(zu)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)。它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)在(zai)線(xian)路(lu)進(jin)入(ru)空(kong)閑(xian)狀(zhuang)態(tai)後(hou)
，把(ba)總(zong)線(xian)上(shang)沒(mei)有(you)數(shu)據(ju)時(shi)（空閑方式）的電平拉離0dianping。zheyangyilai
，jishixianluzhongchuxianlebijiaoxiaodefanshexinhaohuoganrao
，guajiezaizongxianshangdeshujujieshouqiyebuhuiyouyuzhexiexinhaodedaolaierchanshengwudongzuo。tongguoxiamianhoulizile，keyijisuanchupianzhidianzudedaxiao：終端電阻Rt1=Rr2=120Ω

；

 

假設反射信號最大的峰-峰值Vref≤0.3Vp-p
，則負半周的電壓Vref≤0.15V;終端的電阻上由反射信號引起的反射電流Iref≤0.15/（120||120）=2.5mA。一般RS-485收發器（包括SN75176）的滯後電壓值（hysteresisvalue）為50mV，即：

 

（Ibias-Iref）×（Rt1||Rt2）≥50mV

 

於是可以計算出偏置電阻產生的偏置電流Ibias≥3.33mA

 

+5V=Ibias（R上拉+R下拉+（Rt1||Rt2））（2）

 

通過式2可以計算出R上拉=R下拉=720Ω

 

在實際應用中
，RS-485總線加偏置電阻有兩種方法：

 

（1）把偏置電阻平衡分配給總線上的每一個收發器。這種方法給掛接在RS-485總線上的每一個收發器加了偏置電阻，給每一個收發器都加了一個偏置電壓。

 

（2）在(zai)一(yi)段(duan)總(zong)線(xian)上(shang)隻(zhi)用(yong)一(yi)對(dui)偏(pian)置(zhi)電(dian)阻(zu)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)對(dui)總(zong)線(xian)上(shang)存(cun)在(zai)大(da)的(de)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)或(huo)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)比(bi)較(jiao)有(you)效(xiao)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)偏(pian)置(zhi)電(dian)阻(zu)的(de)加(jia)入(ru)，增(zeng)加(jia)了(le)總(zong)線(xian)的(de)負(fu)載(zai)。

 

 

在設計RS-485總線組成的網絡配置（總線長度和帶負載個數）時，應該考慮到三個參數：純阻性負載
、信號衰減和噪聲容限。純阻性負載

、信號衰減這兩個參數
，在前麵已經討論過，現在要討論的是噪聲容限（NoiseMargin）。RS-485總線接收器的噪聲容限至少應該大於200mV。前麵的論述者是在假設噪聲容限為0的情況下進行的。

 

在實際應用中
，為了提高總線的抗幹擾能力，總希望係統的噪聲容限比EIARS-485標準中規定的好一些。從下麵的公式能看出總線帶負載的多少和通訊電纜長度之間的關係：Vend=0.8（Vdriver-Vloss-Vnoise-Vbias）（3）

 

其中：Vend為總線末端的信號電壓
，在標準測定時規定為0.2V；Vdriver為驅動器的輸出電壓（與負載數有關。負載數在5～35個之間
，Vdriver=2.4V；當負載數小於5，Vdriver=2.5V；當負載數大於35，Vdriver≤2.3V）
；Vloss為信號在總線中的傳輸過程中的損耗（與通訊電纜的規格和長度有關），由表1提供的標準電纜的衰減係數，根據公式衰減係數b=20lg（Vout/Vin）可以計算出Vloss=Vin-Vout=0.6V（注：通訊波特率為9.6kbps，電纜長度1km，如果特率增加，Vloss會相應增大）；Vnoise為噪聲容限，在標準測定時規定為0.1V
；Vbias是由偏置電阻提供的偏置電壓（典型值為0.4V）。

 

式（3）中乘以0.8是為了使通信電纜不進入滿載狀態。從式（3）可以看出，Vdriver的大小和總線上帶負載數的多少成反比，Vloss的大小和總線長度成反比，其他幾個參數隻和用的驅動器類型有關。因此，在選定了驅動器的RS-495總線上
，在通信波特率一定的情況下，帶負載數的多少
，與信號能傳輸的最大距離是直接相關的。具體關係是：

 

在總線允許的範圍內，帶負載數越多，信號能傳輸的距離就越小；帶負載數據少，信號能傳輸的距離就發越遠。

 

 

電dian纜lan的de分fen布bu電dian容rong主zhu是shi由you雙shuang絞jiao線xian的de兩liang條tiao平ping行xing導dao線xian產chan生sheng。另ling外wai
，導dao線xian和he地di之zhi間jian也ye存cun在zai分fen布bu電dian容rong，雖sui然ran很hen小xiao，但dan在zai分fen析xi時shi也ye不bu能neng忽hu視shi。分fen布bu電dian容rong對dui總zong線xian傳chuan輸shu性xing能neng的de影ying響xiang
，主zhu要yao是shi因yin為wei總zong線xian上shang傳chuan輸shu的de是shi基ji波bo信xin號hao，信xin號hao的de表biao達da方fang式shi隻zhi有you“1”和“0”。在特殊的字節中
，例如0x01

，信號“0”使得分布電容有足夠的充電時間，而信號“1”到來時，由於分布電容中的電荷，來不及放電，（Vin+）-（Vin-）-還大於200mV
，結果使接愛誤認為是“0”，而最終導致CRC校驗錯誤

，整個數據幀傳輸錯誤。

 

由於總線上分布影響
，導致數據傳輸錯誤，從而使整個網絡性能降低。解決這個問題有兩種方法：

 

（1）降低數據傳輸的波特率；

 

（2）使用分布電容小的電纜，提高傳輸線的質量。

 

 

1、如果在通信過程的任意時刻，信息隻能由一方A傳到另一方B，則稱為單工。

 

2
、如果在任意時刻，信息既可由A傳到B，又能由B傳A，但隻能由一個方向上的傳輸存在，稱為半雙工傳輸。

 

3、如果在任意時刻，線路上存在A到B和B到A的雙向信號傳輸，則稱為全雙工。

 

電話線就是二線全雙工信道。由於采用了回波抵消技術
，雙向的傳輸信號不致混淆不清。雙工信道有時也將收、發信道分開
，采用分離的線路或頻帶傳輸相反方向的信號，如回線傳輸。


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