rs485接口怎么接线？弱电人必学RS485接口基础知识讲解

RS由485接口组成的半双工网络一般为两线系统，主要采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式是总线拓扑结构，最多可以在同一总线上连接32个结点。

我们知道最初的数据是模拟信号输出的简单过程量，然后仪表接口是RS232接口可以实现点对点通信，但不能实现网络功能，随后出现RS485解决了这个问题。为此，本文以问答的形式详细介绍RS485接口。

一、什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口的特点是什么？

答：由于RS-232-C接口标准出现较早，不可避免地之处，主要有以下四点：

(1)接口信号电平值高，接口电路的芯片容易损坏，因为与TTL电平不兼容，需要电平转换电路TTL电路连接。

(2)传输速率低，异步传输时波特率20Kbps。

(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

(4)传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上只能用在50米左右。RS-232-C因此，一些新的接口标准不断出现，RS-485就是其中之一，具有以下特点：

1)RS-485电气特性：逻辑1以两线之间的电压差为基础 (2-6)V表示；逻辑0以两线之间的电压差为-(2-6)V表示。接口信号电平比。RS-232-C如果降低，接口电路的芯片不容易损坏，电平和TTL电平兼容，与之方便TTL电路连接。

2)RS-485数据最高传输率为10Mbps

3)RS-485接口由平衡驱动器和差分接收器组成，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4)RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米RS-232-C总线上只允许连接一个收发器，即单站能力。RS-485接口允许在总线连接多达128个收发器。即具有多站能力，用户可以使用单个接口RS-设备网络便于建立485接口。

5)因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰、传输距离长、多站能力等优点，成为串行接口的首选。因为RS半双工网络由485接口组成，一般只有两条连线，所以RS屏蔽双绞线传输485接口。RS485接口连接器采用DB-9芯插头座9，智能终端RS485接口采用DB-9(孔)连接键盘的键盘接口RS485采用DB-9(针)。

二、RS-485串行接口标准

由于RS-485是从RS-它是在422的基础上发展起来的，所以RS-许多485电气规定RS-422相似。如果采用平衡传输方式，则需要在传输线上连接最终电阻。RS-485可采用二线和四线方式，二线系统可实现真正的多点双向通信。

在使用四线连接时，只能实现点对多通信，即只能有一个主(Master)其余的设备是从设备开始的，但与设备相比RS-422有所改进，无论是四线还是二线连接方式，总线都可以多接收32台设备。

RS-485的最大传输距离约为1219米，最大传输速度为10米Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，为100kb/s只有当速率低于时，才能使用规定的最长电缆长度。最高速率传输只能在很短的距离内获得。一般来说，100米长双绞线的最大传输速率仅为1Mb/s。

RS-485需要两个最终电阻，其电阻要求等于传输电缆的特性阻抗。矩距传输时不需要最终电阻，即一般在300米以下。最终电阻连接到传输总线的两端。

三、RS-485网络安装注意要点

RS-485可支持32个节点，多个节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意以下几点：

1、采用双绞线电缆作为总线，连接各节点，从总线到各节点的引线长度应尽可能短，以最大限度地减少引线中反射信号对总线信号的影响。实际应用中常见的错误连接方法(a，c，e)正确的连接方式(b，d，f)。a，c，e虽然这三种网络连接不正确，但在短距离和低速下仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不利影响将越来越严重。主要原因是信号在各支路末端反射后与原始信号叠加，导致信号质量下降。

2.注意总线特性阻抗的连续性，信号反射会在阻抗不连续点发生。在以下情况下，很容易产生这种不连续性：总线的不同部分使用不同的电缆，或者在某一部分的总线上安装了太多的收发器，而过长的分支线导致总线。

总之，作为总线，应提供单一连续的信号通道。

四、RS-485传输线上匹配的一些说明

对RS-485总线网络通常使用终端电阻进行匹配。但在短距离和低速下，不需要考虑终端匹配。那么，在什么情况下不需要考虑匹配呢？理论上，在每个接收数据信号的中点采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低，就不能考虑匹配。

一般终端匹配采用终接电阻法，RS-485应在总线电缆的开始和末端连接电阻。最终电阻一般为120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗约为100~120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻消耗大功率，不适合功耗限制严格的系统。

另一种比较省电的匹配方式是RC匹配，使用电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的值是一个难点，需要在功耗和匹配质量之间妥协。

还有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。节能效果显着。

五、RS-485的接地问题

接地电子系统很重要，但往往被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统工作不稳定，甚至危及系统安全。RS-485传输网络的接地也很重要，因为不合理的接地系统会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境恶劣、传输距离长的情况下。

六、采用RS如何考虑485接口时传输电缆的长度？

在使用RS485接口时，从发生器到负载数据信号传输允许的特定传输线的最大电缆长度是数据信号速率的函数，主要受信号失真和噪声的影响。最大电缆长度与信号速率的关系曲线为24AWG铜芯双绞电话电缆.51mm)，线间旁路电容为52。5PF/M，100欧时获得终端负载电阻。当数据信号速率降低到900时Kbit/S假设最大允许的信号损失为6dBV电缆长度限制在1200M。在实用性方面，可以获得比它更大的电缆长度。使用不同线径的电缆。最大电缆长度不同。

七、如何实现RS-485/422多点通讯

RS-485总线只能随时发送一个发送器。半双工模式，主从只能发送一个。全双工模式，主站总能发送，从站只能发送一个。

八、RS-485接口通信时，终端匹配需要在什么条件下使用？如何确定电阻值？如何配置终端匹配电阻？

在长期信号传输中，通常需要在接收端连接到终端匹配电阻，以避免信号的反射和回波。终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关。

RS-485一般采用双绞线(屏蔽或非屏蔽)连接，终端电阻一般在100到140之间Ω之间，典型值为120Ω。在实际配置中，在电缆的两个终端节点上，即最近端和最远端，每个接入终端电阻，而中间部分的节点不能接入终端电阻，否则会导致通信错误。

九、RS-485网不知道哪个站点最远，应该如何匹配电阻？

这种情况是由用户组成的RS-485网络时，不遵循从站点到总线的连接应尽可能短的原则。如果总线布线遵循这一原则，就不存在不知道哪个站点最远的问题。需要注意的是，系统将工作不好。

十、RS-为什么接收器在停止通信时仍有数据输出？

由于RS-发送数据完成后，485要求所有发送控制信号关闭并保持接收有效。此时，总线驱动器进入高阻力状态，接收器可以监控总线上是否有新的通信数据。但由于此时总线处于无源驱动状态(如果总线有终端匹配电阻，A与B线的差分电平为0，接收器输出不确定，对AB线上的差分信号的变化很敏感；若无终端匹配，则总线处于高阻态，接收器的输出不确定)，容易受到外界的噪声干扰。当噪声电压超过输入信号门限时(典型值)±200mV)，接收器将输出数据，导致相应的数据UART接收无效数据，使接下来的正常通信出错；另一种情况可能发生在打开/关闭发送控制的瞬间，使接收器输出信号UART接收错误。

解决方法：

1)在通信总线上拉同一输入端(A反向输入端下拉线)(B线)对总线进行钳位，确保接收器输出为固定的1电平；

2)采用内置防故障模式MAX308x该系列接口产品系列接口产品；

3)通过软件消除，即在通信数据包中添加2-5个起始同步字节，只有在满足同步头后才能开始真实的数据通信。

十一、影响RS-通信速度和通信可靠性有三个因素

1、在通信电缆中的信号反射

在通信过程中，：阻抗不连续，阻抗不匹配。阻抗不连续，传输线末端的信号突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号会在这个地方引起反射，如图1所示。这种信号反射的原理类似于从一种媒体到另一种媒体的反射。要消除这种反射方法，必须在电缆的末端连接一个与电缆特性阻抗相同大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，理论上可以将相同大小的终端电阻跨越通信电缆的另一端。在传输电缆的末端，只要与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻跨越，就不会再有信号反射。但在实现应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通信波特率等应用环境有关，特性阻抗不能完全等同于终端电阻，因此或多或少会存在信号反射。

信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射主要表现在通信线路空闲时整个网络数据混乱。

归根结底，信号反射对数据传输的影响是由于反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器接收到错误的信号CRC验证错误或整个数据帧错误。

十二、RS-485总线的负载能力和通讯电缆长度之间的关系

在设计RS-485总线组成的网络配置(总线长度和带负载个数)时，应该考虑到三个参数：纯阻性负载、信号衰减和噪声容限。纯阻性负载、信号衰减这两个参数，在前面已经讨论过，现在要讨论的是噪声容限(NoiseMargin)。RS-485总线接收器的噪声容限至少应该大于200mV。前面的论述者是在假设噪声容限为0的情况下进行的。

在实际应用中，为了提高总线的抗干扰能力，总希望系统的噪声容限比EIARS-485标准中规定的好一些。因此，在选定了驱动器的RS-495总线上，在通信波特率一定的情况下，带负载数的多少，与信号能传输的最大距离是直接相关的。

在总线允许的范围内，带负载数越多，信号能传输的距离就越小；带负载数据少，信号能传输的距离就发越远。