RS-485總線掃盲之物理層

**1 **RS-485概述

RS-485和RS-232一樣，都是串行通信標準，現在的標準名稱是TIA485/EIA-485-A，但是人們會習慣稱為RS-485標準，RS-485常用在工業、自動化、汽車和建筑物管理等領域。在EIA的標準系列中，RS485協議被認為是最通用的，在串口通訊的4個標準上均顯示出良好的性能。

RS-485總線彌補了RS-232通信距離短，速率低的缺點，RS-485的速率可高達10Mbit/s，理論通訊距離可達1200米；RS-485和RS-232的單端傳輸不一樣，是差分傳輸，使用一對雙絞線，其中一根線定義為A，另一個定義為B。

**2 **RS-485物理層

RS-485的物理層負責在設備和物理傳輸介質之間傳輸原始數據。它處理電信號到數字數據的轉換，同時定義電壓、時序、數據速率等。

① 差分信號

長距離布線會有信號衰減，而且引入噪聲和干擾的可能性更大，在線纜A和B上的表現就是電壓幅度的變化，但是，采用差分線的好處就是，差值相減就會忽略掉干擾依舊能輸出正常的信號，把這種差分接收器忽略兩條信號線上相同電壓的能力稱為共模抑制。

圖1

標準規定了，邏輯1：+2V to +6V；邏輯0：-6V to -2V。

RS-485不需要使用特定的總線電壓，只看最小差分電壓，在較長的電纜長度上，接收器接收到的電壓可能會降低到+/- 200 mV，這對于RS-485仍然是完全可以接受的，這也是RS-485的優點之一。

圖2

很多收發器的標準達到甚至超過TIA/EIA-485A規范，在實際使用中，以器件的SPEC參數為主，如下某收發器的負輸入閾值最小也是-200mV。

圖3

② 信號定義

RS485信號線定義

圖4 DB9針公母頭示意圖

圖5 DB9針引腳指示圖

載波檢測(CD) 此控制信號在調制解調器通知計算機它已檢測到計算機可以用于數據傳輸的載波時使用。

接收數據(RXD) 這條線用于兩個源之間的數據傳輸。一個例子是從調制解調器接收的數據傳輸到計算機。

傳輸數據(TXD) 這是實際承載傳輸數據的線路。

數據終端就緒(DTR) ，這是表明計算機已準備好進行傳輸的信號。

系統接地(GND) 是指與地面的物理連接，用于測量電路中電壓的基線或用于返回電流的共享路徑。

與DTR信號相比， 數據準備就緒(DSR) ，該信號通知計算機或終端調制解調器正在運行并且能夠接收數據。

對于此信號，需要 發送請求(RTS) 正電壓，以允許執行 發送請求(RTS) 。這表明在數據集和數據終端之間可以進行無干擾的傳輸。

在數據終端和調制解調器之間建立連接后， 清除發送(CTS) 發送此信號，以確認數據終端已確認可以開始通信。

振鈴指示器(RI) 的作用是提醒運行數據集的調制解調器已檢測到低頻。該信號只是警告數據終端，而不會影響設備之間的數據傳輸。

引腳分配通過2和4個觸點連接到DB9和DB25連接器

圖6 是RS485引腳DB9連接器的RS485接線圖

圖7 是25針RS485引腳半雙工和全雙工引腳連接器的引腳圖

DB25針的TxD +和TxD-線傳輸發送數據，而RxD +和RxD-線包含接收數據。由于差分信號原因，這些信號的傳輸距離更大。

RS485接口實現在更遠的距離和更好的數據速率的性能上，比RS232協議傳輸方式更優越。最長10米的距離支持30-35 Mbps的傳輸速度。在長達1200米的距離上可以實現100Kbps的數據速率。RS485主要用于利用其平衡差分接口的多點配置中。

如RS485電纜引腳排列中所示，該接口具有差分配置的所有信號。

● CTS +和CTS-以及RTS +和RTS-信號都被用作握手控制信號。

●TxD +和TxD-執行數據傳輸。

●RxD +和RxD-是用于收集數據的行。

多點配置可將多達32個設備與一個控制主設備連接。VSAT NMS(網絡管理系統)就是一個例子。在此實現中，在PC上運行的軟件可以監視和控制各種子系統。其中包括MUX，調制解調器，RF上/下變頻器以及其他網絡組件。為了使這種類型的實施正常工作，在運行NMS應用程序的PC以及所有連接的子系統上，需要正確接線的RS485連接器。