串行通信技术:面向嵌入式系统开发
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1.5 RS-485标准

RS-485由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进 RS-232通信距离短、传输速率低的缺点,EIA于1983年制定了RS-485标准。RS-485定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10 Mb/s、传输距离延长到1200 m(速率低于9600 b/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多32个接收器。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀,所以仍然习惯将上述标准RS作为前缀。RS是Recommend Standard的缩写,意思是推荐标准。RS-485标准只对接口的电气特性做了规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的接头和插座形状以及高层通信协议。

(1)RS-485的数据最高传输速率为10 Mb/s。但是由于RS-485常常要与PC的RS-232口通信,所以实际上一般最高为115.2 kb/s。又由于太高的速率会使RS-485传输距离减小,所以在远程通信时往往为9600 b/s左右或以下。

(2)RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰性好。

(3)RS-485的最大传输距离标准值为1200 m(9600 b/s时),RS-485总线上允许连接多达 128 个收发器,具有多机通信能力,这样用户可以利用单一的 RS-485 总线方便地建立起设备网络。因 RS-485 总线具有良好的抗噪声干扰性能,长的传输距离和多站能力等上述优点,使其成为远程串行通信的首选。因为 RS-485 组成的半双工网络一般只需 2 根信号线,所以RS-485均采用屏蔽双绞线传输。RS-485的国际标准并没有规定RS-485的接口连接器标准,所以可以采用接线端子或者DB-9、DB-25等连接器。

(4)RS-485电气规定。与RS-232不同,RS-485数据信号采用差分传输方式,也称为平衡传输。它使用一对双绞线,将其中一线定义为 A,另一线定义为 B。通常情况下,A、B之间的正电平在+2~+6 V,为逻辑状态“1”;负电平在-2~6 V,为逻辑状态“0”。在实际应用时,除了A和B,还另有一个参考信号地(GND)。

接收端也有与发送端相对应的电气规定。当在接收端之间有大于+200 mV的电平时,输出逻辑“1”;小于-200 mV时,输出逻辑“0”。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200 mV~6 V之间。RS-485需要在总线两端各接一个终端电阻,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗,一般为120 Ω。在短距离传输时可不需要终接电阻,一般在300 m以下不需要终接电阻。终接电阻接在传输总线的最远两端,中间不要接。