经典RS485分配器设计资料
RS485中文资料(全)
RS-485RS485 接口RS485 采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V 表示“1”，- 6V～- 2V 表示 “0”。
RS485 有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两 线制是半双工通讯方式。
在 RS485 通信网络中一般采用的是主从通信方式， 即一个主机带多个从机。
很多情况下，连接 RS-485 通信链路时只是简单地 用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。
而忽略了信号地的 连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患， 这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485 接口采用差分方式传输信号方 式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电 位差就可以了。
但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485 收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常 工作。
当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚 至损坏接口。
(2)EMI 问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返 回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回 源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
RS485 同 RS232 连接由于 PC 机默认的只带有 RS232 接口，有两种方法可以得到 PC 上位机 的 RS485 电路：（1）通过 RS232/RS485 转换电路将 PC 机串口 RS232 信号 转换成 RS485 信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔 离珊的产品。
（2）通过 PCI 多串口卡，可以直接选用输出信号为 RS485 类 型的扩展卡。
RS485 电缆在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高 速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为 120Ω）的 RS485 专用电缆 （STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG），而在干扰恶劣的 环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG）。
(完整word版)RS485,RS422设计指南
前言 01 RS-485与RS-422性能指标及其标准 02 RS-485与RS-422器件及材料说明 (1)3 RS-485与RS-422设计原理 (1)3.1 基本原理 (1)3.1.1RS-485与RS -232电路的区别与优势 (1)3.1.2长短连接的判断标准、物理表现与应对措施 (3)3.1.3 RS-485与RS-422典型应用电路与选择方法 (4)3.1.4 485总线上处理竞争的方法 (7)3.2 可靠性的设计 (8)3.2.1 网络配置 (8)3.2.2 总线匹配 (8)3.2.3 引出线 (10)3.2.4 失效保护 (10)3.2.5 地线与接地 (11)3.2.5.1 共模干扰问题 (11)3.2.5.2 电磁辐射（EMI）问题： (12)3.2.6 瞬态保护 (13)3.2.7 其它需要注意的问题 (14)3.3 电源和接地 (14)4 维护说明 (14)参考资料 (15)RS485、RS422接口设计指南前言RS-485标准最初由电子工业协会（EIA）于1983年制订并发布，后由TIA-通讯工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来，而RS-422是为弥补RS-232之不足而提出的。
为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kbps时），并允许在一条平衡线上连接最多10个接收器。
RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，为扩展应用范围，随后又为其增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，这就是后来的EIA RS-485标准。
RS-485是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。
RS-485电路设计及接口防护
RS-485电路设计及接口防护2009年06月08日星期一 14:44一、电路.1.1.RS485通讯标准协议.相信RS485通讯标准大家都已经熟悉了，也不再多说。
下面的说明部分在网上广为流传，就抄抄下来吧。
典型的串行通讯标准是RS232和RS485.它们定义了电压,阻抗等。
但不对软件协议给予定义，区别于RS232, RS485的特性包括：a. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。
接口信号电平比RS -232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
b. RS-485的数据最高传输速率为10Mbpsc. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
d. 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-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器，因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
1.2.典型的RS485通信芯片以TI为例，通常所用的BC184，内置TVS保护，具有15KV静电防护能力；稍差一点的BC182，则可以防护至8KV ESD冲击；而3082，则只能承受4KV ESD冲击。
在选用485芯片时，需注意其ESD防护能力，驱动能力，对485总线差分信号的定义等。
1.3.485应用电路举例。
如下图：a.A/B线需拉上下拉，保证总线空闲时，A/B差分信号仍是确定状态，避免杂讯影响。
上/下拉电阻取得小，则负载加重，会影响485总路线上节点数量；而取得大，则会影响数据传输的波特率。
，一般在几K到几十K之间，具体还在看应用电路的需求。
(比如此电路中上/下拉取值为3.3K，在实际带载测试(1200bps)时，485总线上只能挂十几外负载；而换成47K，则可以挂到一百多个负载；但若要在9600bps下通信，则上/下拉要小一些才行，目前的试验发现，10K基本上已经是极限了)b.对地TVS用作ESD防护。
rs485总线典型电路图
rs485总线典型电路图
RS485电路全体上能够分为隔绝型与非隔绝型。
隔绝型比非隔绝型在抗搅扰、体系安稳性等方面都有更超卓的体现，但有一些场合也能够用非隔绝型。
咱们就先讲一下非隔绝型的典型电路，非隔绝型的电路十分简略，只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O操控口联接就能够。
如图1所示：
图1、典型485通讯电路图（非隔绝型）
当然，上图并不是无缺的485通讯电路图，咱们还需求在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻；在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。
基地的R16是匹配电阻，通常是120Omega;，当然这个详细要看你传输用的线缆。
（匹配电阻：485悉数通讯体系中，为了体系的传输安稳性，咱们通常会在榜首个节点和究竟一个节点加匹配电阻。
所以咱们通常在方案的时分，会在每个节点都设置一个可跳线的120Omega;电阻，至于用仍是不必，由现场人员来设定。
当然，详细怎样区别榜首个节点仍是究竟一个节点，还得有待现场的专家们来答复呵。
）TVS咱们通常选用6.8V的，这个咱们会在后边进一步的解说。
RS-485规范界说信号阈值的上下限为plusmn;200mV。
即当A-
B200mV时，总线状况应标明为1；当A-Blt;-200mV时，总线状况应标明为0。
但当A-B在plusmn;200mV之间时，则总线状况为不断定，所以咱们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量防止这种不断定状况。
RS485
4.3 RS-485通信电路设计4.3.1 RS-485通信电路原理由于PC机只配置了标准的RS-232串口，要使PC串口与RS-485网络上的设备通信，必须使用RS-232/RS-485转接电路。
使用RS232-RS485转换器可将RS-232总线和RS-485总线相连接，实现RS232总线和RS-485总线的相互转换。
总之：需要远距离抗干扰传输时就转换成RS-485总线，需要连接232通讯设备时就转换成RS-232总线。
RS232/RS485接口卡的设计原理图如图4-8所示。
图4-8 RS-232转RS-485电路原理图4.3.2 RS-485收发器特性采用MAX公司的MAX485芯片（DIP8封装）作为485通信的收发器。
MAX485是MAX公司生产的一种RS485接口芯片，它使用单一电源Vcc，电压在4.75—5.5V范围内均能正常工作，可以完成TTL与RS485之间转换。
MAX485芯片引脚和典型工作电路如图4-9所示。
图4-9 MAX485芯片引脚和典型工作电路MAX485芯片功能表，见下表4-3所示。
R0和D1端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连；RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当RE为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态下，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端，当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据位1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据位0。
在单片机连接时接线非常简单。
只需要一个信号控制MAX485的接收和发送。
同时将A和B之间加匹配电阻，一般可选100 的电阻。
4.3.3 RS-485通信电路RS-485通信电路，如下图4-10所示。
图4-10 MAX485通信电路单片机PD2输出的R/D信号直接控制MAX485 芯片的发送器/接收器使能：DE/RE信号为“1”，则MAX485芯片的发送器有效，接收器禁止，此时单片机可以向RS-485总线发送数据字节；DE/RE信号为“0”，则MAX485芯片的发送器禁止，接收器有效，此时单片机可以接收来自RS-485总线的数据字节。
RS485电路参考设计
Application ReportSLLA272B–February2008–Revised May2008The RS-485Design Guide Thomas Kugelstadt HPL-InterfaceABSTRACTAs a short compendium for successful data transmission design,this application reportdiscusses the important aspects of the RS-485standard.IntroductionIn1983,the Electronics Industries Association(EIA)approved a new balanced transmission standardcalled RS-485.Finding widespread acceptance and usage in industrial,medical,and consumerapplications,RS-485has become the industry’s interface workhorse.This application report presents design guidelines for engineers new to the RS-485standard that can help them accomplish a robust and reliable data transmission design in the shortest time possible.In a comprehensive way,this document discusses the important aspects of the RS-485standard byfocusing on the following subjects:bus topology,signal levels,cable type,bus termination,failsafe,bus loading,data rate versus bus length,minimum node spacing,and grounding and isolation.Standard and FeaturesRS-485is an electrical-only standard.In contrast to complete interface standards,which define thefunctional,mechanical,and electrical specifications,RS-485only defines the electrical characteristics of drivers and receivers that could be used to implement a balanced multipoint transmission line.This standard,however,is intended to be referenced by higher level standards,such as DL/T645,forexample,which defines the communication protocol for electronic energy-meters in China,specifyingRS-485as the physical layer standard.Key features of RS-485are:•Balanced interface•Multipoint operation from a single5-V supply•–7-V to+12-V bus common-mode range•Up to32unit loads•10-Mbps maximum data rate(at40feet)•4000-foot maximum cable length(at100kbps)Network TopologyThe RS-485standards suggests that its nodes be networked in a daisy-chain,also known as party line or bus topology(see Figure1).In this topology,the participating drivers,receivers,and transceivers connect to a main cable trunk via short network stubs.The interface bus can be designed for full-duplex orhalf-duplex transmission(see Figure2)Figure1.RS-485Bus StructureSLLA272B–February2008–Revised May2008The RS-485Design Guide1 Submit Documentation FeedbackR RT T TR R++VConductorInsulationSheath Cable :Type :Impedance :Capacitance :Velocity :Belden 3109A4-pair,22AWG PLCT /CM 12011pF/ft78% (1.3ns/ft)W Signal Levels The full-duplex implementation requires two signal pairs,(four wires),and full-duplex transceivers withseparate bus access lines for transmitter and receiver.Full-duplex allows a node to simultaneouslytransmit data on one pair while receiving data on the other pair.Figure 2.Full-Duplex and Half-Duplex Bus Structures in RS-485In half-duplex,only one signal pair is used,requiring the driving and receiving of data to occur at different times.Both implementations necessitate the controlled operation of all nodes via direction control signals,such as Driver/Receiver Enable signals,to ensure that only one driver is active on the bus at any time.Having more than one driver accessing the bus at the same time leads to bus contention,which,at alltimes,must be avoided through software control.Signal LevelsRS-485standard conform drivers provide a differential output of a minimum 1.5V across a 54-Ωload,whereas standard conform receivers detect a differential input down to 200mV.The two values provide sufficient margin for a reliable data transmission even under severe signal degradation across the cable and connectors.This robustness is the main reason why RS-485is well suited for long-distancenetworking in noisy environment.Figure 3.RS-485Specified Minimum Bus Signal LevelsCable TypeRS-485applications benefit from differential signaling over twisted-pair cable,because noise from external sources couple equally into both signal lines as common-mode noise,which is rejected by the differential receiver input.Industrial RS-485cables are of the sheathed,unshielded,twisted-pair type,(UTP),with a characteristicimpedance of 120Ωand 22–24AWG.Figure 4shows the cross-section of a four-pair,UTP cable typically used for two full-duplex networks.in two-pair and single-pair versions,are available toaccommodate the low-cost design of half-duplex systems.Figure 4.Example of RS-485Communication Cable2The RS-485Design Guide SLLA272B–February 2008–Revised May 2008Submit Documentation FeedbackR TL Stub v t r10v c(1) Bus Termination and Stub Length Beyond the network cabling,it is mandatory that the layout of printed-circuit boards and the connector pin assignments of RS-485equipment maintain the electrical characteristics of the network by keeping both signal lines close and equidistant to another.Bus Termination and Stub LengthData transmission lines should always be terminated and stubs should be as short as possible to avoid signal reflections on the line.Proper termination requires the matching of the terminating resistors,R T,to the characteristic impedance,Z0,of the transmission cable.Because the RS-485standard recommends cables with Z0=120Ω,the cable trunk is commonly terminated with120-Ωresistors,one at each cable end(see Figure5,left).Figure5.Proper RS-485TerminationsApplications in noisy environments often have the120-Ωresistors replaced by two60-Ω,low-pass filters to provide additional common-mode noise filtering,(see Figure5,right).It is important to match the resistor values,(preferably with1%precision resistors),to ensure equal rolloff frequencies of both rger resistor tolerances,(i.e.,20%),cause the filter corner frequencies to differ and common-mode noise to be converted into differential noise,thus compromising the receiver’s noise immunity.The electrical length of a stub,(the distance between a transceiver and cable trunk),should be shorter than1/10of the driver’s output rise time,and is given through:WhereL Stub=maximum stub length(ft)t r=driver(10/90)rise time(ns)v=signal velocity of the cable as factor of cc=speed of light(9.8×108ft/s).Table1lists the maximum stub lengths of the cable in Figure4,(78%velocity),for various driver risetimes.Table1.Stub Length Versus Rise TimeDEVICE SIGNAL RATE RISE TIME MAXIMUM STUB LENGTH[kbps]tr[ns][ft]SN65HVD1210001007SN65LBC184********SN65HVD3082E20050038 Note:drivers with long rise times are well suited for applications requiring long stub lengths and reduced, device-generated EMI.FailsafeFailsafe operation is a receiver’s ability to assume a determined output state in the absence of an input signal.Three possible causes can lead to the loss of signal(LOS):SLLA272B–February2008–Revised May2008The RS-485Design Guide3 Submit Documentation FeedbackR B+V Bus*minV ABǒ1ń375)4ńZ0Ǔ(2)R T120R B523R BR T523W120WN+32UL STANDARD*20UL FAILSAFEUL per transceiver(3)Bus Loading 1.Open-circuit,caused by a wire break or by the disconnection of a transceiver from the bus2.Short-circuit,caused by an insulation fault connecting the wires of a differential pair to another3.Idle-bus,occurring when none of the bus drivers is active.Because these conditions can cause conventional receivers to assume random output states when the input signal is zero,modern transceiver designs include biasing circuits for open-circuit,short-circuit,and idle-bus failsafe,that force the receiver output to a determined state,under an LOS condition.A drawback of these failsafe designs is their worst-case noise margin of10mV only,thus requiringexternal failsafe circuitry to increase noise margin for applications in noisy environments.An external failsafe circuit consists of a resistive voltage divider that generates sufficient differential bus voltage,to drive the receiver output into a determined state.To ensure sufficient noise margin,V AB must include the maximum differential noise measured in addition to the200-mV receiver input threshold,V AB= 200mV+V Noise.The values for the failsafe bias resistors,R B,are calculated for worst-case conditions,that is,maximum noise at minimum supply:For a minimum bus voltage of4.75V,(5V–5%),V AB=0.25V,and Z0=120Ω,R B yields528Ω.Inserting two523-Ωresistors in series to R T establishes the failsafe circuit shown in Figure6.Figure6.External Idle-Bus Failsafe BiasingBus LoadingBecause a driver's output depends on the current it must supply into a load,adding transceivers andfailsafe circuits to the bus increases the total load current required.To estimate the maximum number of bus loads possible,RS-485specifies a hypothetical term of a unit load(UL),which represents a loadimpedance of approximately12kΩ.Standard-compliant drivers must be able to drive32of these unitloads.Today’s transceivers often provide reduced unit loading,such as1/8UL,thus allowing theconnection of up to256transceivers on the bus.Because failsafe biasing contributes up to20unit loads of bus loading,the maximum number oftransceivers,N,is reduced to:Thus,when using1/8-UL transceivers,it is possible to connect up to a maximum of96devices to the bus. Data Rate Versus Bus LengthThe maximum bus length is limited by the transmission line losses and the signal jitter at a given datarate.Because data reliability sharply decreases for a jitter of10%or more of the baud period,Figure7 shows the cable length versus data rate characteristic of a conventional RS-485cable for a10%signal jitter.4The RS-485Design Guide SLLA272B–February2008–Revised May2008Submit Documentation Feedback100001000100100.1110100Data Rate [bps]C a b l e L e n g t h [m ]d §C L 5.25 C ,(4) Minimum Node Spacing(1)Section 1of the graph presents the area of high data rates over short cable length.Here,the losses of thetransmission line can be neglected and the data rate is mainly determined by the driver’s rise time.Althoughthe standard recommends 10Mbps,today’s fast interface circuits can operate at data rates of up to 40Mbps.(2)Section 2shows the transition from short to long data lines.The losses of the transmission lines have to betaken into account.Thus,with increasing cable length,the data rate must be reduced.A rule of thumb statesthat the product of the line length [m]times the data rate [bps]should be <107.This rule is far moreconservative than today's cable performance and will therefore show less length at a given data rate than thegraph presents.(3)Section 3presents the lower frequency range where the line resistance,and not the switching,limits thecable length.Here,the cable resistance approaches the value fo the termination resistor.This voltage dividerdiminishes the signal by -6dB.For a 22AWG cable,120Ω,UTP,this occurs at approximately 1200m.Figure 7.Cable Length Versus Data RateMinimum Node SpacingThe RS-485bus is a distributed parameter circuit whose electrical characteristics are primarily defined by the distributed inductance and capacitance along the physical media,which includes the interconnectingcables and printed-circuit board traces.Adding capacitance to the bus in the form of devices and their interconnections lowers the bus impedance and causes impedance mismatches between the media and the loaded section of the bus.Input signalsarriving at these mismatches are partially reflected back to the signal source distorting the driver outputsignal.Ensuring a valid receiver input voltage level during the first signal transition from an output driveranywhere on the bus requires a minimum loaded bus impedance of Z ′>0.4×Z 0,which can be achieved by keeping the minimum distance,d,between bus nodes:where C L is the lumped load capacitance and C,the media capacitance (cable or PCB trace )per unitlength.SLLA272B–February 2008–Revised May 2008The RS-485Design Guide 5Submit Documentation Feedback40506070800.50.40.30.20.1D i s t a n c e (m )Media -Distributed Capacitance -(pF /m)a)b)Grounding and Isolation Figure 8.Minimum Node Spacing With Device and Media Capacitance Equation 4presents the relationship for the minimum device spacing as a function of the distributed media and lumped-load capacitance;Figure 8shows this relationship graphically.Load capacitance includes contributions from the line circuit bus pins,connector contacts,printed-circuit board traces,protection devices,and any other physical connections to the trunk line as long as thedistance from the bus to the transceiver (the stub)is electrically short.Putting some values to the individual capacitance contributions:5-V transceivers typically possess a capacitance of 7pF,whereas 3-V transceivers haveapproximately twice that capacitance at 16pF.Board traces add approximately 0.5to 0.8pF/cmdepending on their construction.Connector and suppression device capacitance can vary widely.Media distributed capacitance ranges from 40pF/m for low capacitance,unshielded,twisted-pair cableto 70pF/m for backplanes.Grounding and IsolationWhen designing a remote data link,the designer must assume that large ground potential differences(GPD)exist.These voltages add as common-mode noise,Vn,to the transmitter output.Even if the total superimposed signal is within the receiver’s input common-mode range,relying on the local earth ground as a reliable path for the return current is dangerous (see Figure 9a).Figure 9.Design Pitfalls to be Aware off:a)High GPD,b)High Loop Current,c)Reduced Loop Current,Yet Highly Sensitive to Induced Noise Due to Large Ground Loop6The RS-485Design Guide SLLA272B–February 2008–Revised May 2008Submit Documentation FeedbackL 1N 1PE 1L 2N 2PE 2SupplyVcc4R D GND 4Vcc1RDGND1Vcc2R D GND2Vcc3RD ConclusionBecause remote nodes are likely to draw their power from different sections of the electrical installation,modification to the installation,(i.e.,during maintenance work),can increase the GPD to the extent thatthe receiver’s input common-mode range is exceeded.Thus,a data link working today might ceaseoperation sometime in the future.The direct connection of remote grounds through ground wire also is not recommended (see Figure 9b),as this causes large ground loop currents to couple into the data lines as common-mode To allow for a direct connection of remote grounds,the RS485standard recommends the separation ofdevice ground and local system ground via the insertion of resistors (Figure 9c).Although this approachreduces loop current,the existence of a large ground loop keeps the data link sensitive to noise generated somewhere else along the loop.Thus,a robust data link has not been established yet.The approach to tolerate GPDs up to several kilovolts across a robust RS-485data link and over longdistance is the galvanic isolation of the signal and supply lines of a bus transceiver from its local signaland supply sources (see Figure 10).Figure 10.Isolation of Two Remote Transceiver Stations With Single-Ground ReferenceIn this case,supply isolators,such as isolated DC/DC converters,and signal isolators,such as digital,capacitive isolators,prevent current flow between remote system grounds and avoid the creation ofcurrent loops.Whereas Figure 10shows the detailed connection of only two transceiver nodes,Figure 11gives anexample for multiple,isolated transceivers.All transceivers but one connect to the bus via isolation.Thenon-isolated transceiver on the left provides the single-ground reference for the entire bus.Figure 11.Isolation of Multiple Fieldbus Transceiver Stations ConclusionThe objective of this application report is to cover the main aspects of an RS-485system design.Despite the enormous amount of technical literature on the subject,this document’s intent is to provide systemdesigners new to RS-485with design guidelines in a very comprehensive way.Following the discussions presented in this document and consulting the detailed application reports in the reference section can help accomplishing a robust,RS-485-compliant system design in the shortest time possible.SLLA272B–February 2008–Revised May 2008The RS-485Design Guide 7Submit Documentation FeedbackReferences Supporting the design effort,Texas Instruments provides an extensive product range of RS-485transceivers.Device features include low EMI,low-power(1/8UL),high ESD protection(from16kV up to 30kV),and integrated failsafe functions for open-,short-and idle-bus conditions.For long-distanceapplications requiring isolation,the product range extends to unidirectional and bidirectional,digitalisolators in dual,triple and quad versions(from DC to150Mbps),and isolated DC/DC converters(with 3-V and5-V regulated outputs),to provide the power supply across the isolation barrier.ReferencesFurther information is available at by entering the blue literature numbers that follow into theKeyword Search field.1.Removing Ground Noise in Data Transmission Systems application report(SLLA268)2.Interface Circuits for TIA/EIA-485(RS-485)design notes3.Detection of RS-485Signal Loss,TI Analog Application Journal,4Q20064.Overtemperature Protection in RS-485Line Circuits application report5.Device Spacing on RS-485Buses,TI Analog Application Journal,2Q20066.PROFIBUS Electrical-Layer Solutions application report7.A Statistical Survey of Common-Mode Noise,TI Analog Application Journal,Nov20008.Failsafe in RS-485Data Buses,TI Analog Application Journal,3Q20049.The Load and Maximum Number of Bus Connections,TI Analog Application Journal,1Q2004ing Signaling Rate and Transfer Rate application report11.Operating RS-485Transceivers at Fast Signaling Rates application report12.RS-485for E-Meter Applications application report(SLLA112)13.Failsafe in RS-485Data Buses,TI Analog Application Journal,3Q2004e Receiver Equalization to Extend RS-485Data Communications application report(SLLA169)15.The RS-485Unit Load and Maximum Number of Bus Connections application reportparing Bus Solutions application report17.RS-485for Digital Motor Control Applications application report18.422and485Standards Overview and System Configurations application report19.TIA/EIA-485and M-LVDS,Power and Speed Comparison application report20.Live Insertion with Differential Interface Products application report21.The ISO72x Family of High-Speed Digital Isolators application report8The RS-485Design Guide SLLA272B–February2008–Revised May2008Submit Documentation FeedbackIMPORTANT NOTICETexas Instruments Incorporated and its subsidiaries(TI)reserve the right to make corrections,modifications,enhancements,improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice.Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete.All products are sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment.TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard warranty.Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty.Except where mandated by government requirements,testing 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rs485接口设计要点和调试方法
rs485接口设计要点和调试方法一、RS485接口设计要点：1.基本电气参数：RS485接口是一种基于差分传输的串行通信接口，能够实现远距离和高速传输。
在设计RS485接口时，需要考虑以下基本电气参数：a.差分电平：RS485采用差分信号传输，所以需要在接口电路中设置一个电平变换器，将逻辑电平转换为差分电平。
通常差分电平为正负两个电平，例如：+5V和-5V。
b.带宽：RS485接口的带宽决定了其传输速率和信号质量。
在设计时需要根据实际需求选择合适的带宽。
c.驱动能力：RS485接口通常需要驱动一定数量的设备，因此需要考虑驱动电流和输出功率等参数，以确保信号传输稳定和可靠。
2.线路特性：a.线路长度：RS485接口支持较长的通信距离，但实际可靠距离受到多种因素的影响，如传输速率、电缆类型和环境干扰等。
因此，在设计RS485接口时需要考虑通信距离的限制，并根据需求选择合适的电缆类型和衰减补偿方法。
b.终端电阻：RS485通信线路需要在两端分别加上120欧姆的终端电阻，以确保信号有效的传输和防止信号反射。
c.屏蔽和抗干扰措施：RS485接口在电气环境中可能会受到较强的干扰，如电磁辐射和电磁感应等。
为了提高信号质量和抗干扰能力，可以采用屏蔽电缆、引入滤波电路和设置适当的接地措施。
3.通信协议：a.数据格式：RS485接口支持多种数据格式，包括：ASCII码、二进制码和Modbus等。
在设计接口时需要根据实际应用场景选择合适的数据格式。
b.通信速率：RS485接口支持多种通信速率，通常为几百kbps至几Mbps。
在设计接口时，需要根据实际需求选择合适的通信速率，并确保接口电路的传输带宽足够以支持所选择的速率。
c.错误检测和纠正：RS485接口在数据传输过程中可能会出现错误，例如位错误、校验错误和帧错误等。
为了提高通信的可靠性，可以采用差错检测和纠正机制，如CRC校验等。
二、RS485接口调试方法：1.硬件调试：a.接线检查：首先需要检查接线是否正确连接，包括数据传输线、终端电阻和供电电路等。
485经典应用电路
查看文章RS485应用电路图2007年11月06日星期二下午 11:24摘要：就485总线应用中易出现的问题，分析了产生的原因并给出解决问题的软硬件方案和措施。
关键词：RS-485总线、串行异步通信1、问题的提出在应用系统中，RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。
系统简图如图1所示。
图1. RS-485系统示意图由于实际应用系统中，往往分散控制单元数量较多，分布较远，现场存在各种干扰，所以通信的可靠性不高，再加上软硬件设计的不完善，使得实际工程应用中如何保障RS-485总线的通信的可靠性成为各研发机构的一块心病。
在使用RS-485总线时,如果简单地按常规方式设计电路，在实际工程中可能有以下两个问题出现。
一是通信数据收发的可靠性问题；二是在多机通信方式下，一个节点的故障（如死机），往往会使得整个系统的通信框架崩溃，而且给故障的排查带来困难。
针对上述问题，我们对485总线的软硬件采取了具体的改进措施2、硬件电路的设计现以8031单片机自带的异步通信口，外接75176芯片转换成485总线为例。
其中为了实现总线与单片机系统的隔离，在8031的异步通信口与75176之间采用光耦隔离。
电路原理图如图2所示。
图 2 改进后的485通信口原理图充分考虑现场的复杂环境，在电路设计中注意了以下三个问题。
2.1 SN75176 485芯片DE控制端的设计由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400米，而分机系统上电或复位又常常不在同一个时刻完成。
如果在此时某个75176的 DE端电位为“１”，那么它的485总线输出将会处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的分机就无法与主机进行通信。
这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下（死机），会使整个系统通信崩溃。
因此在电路设计时，应保证系统上电复位时75176的DE端电位为“0”。
485通讯电路设计分析
RS-485标准是由两个行业协会于1983年共同制订合开发的，即EIA－电子工业协会和TIA－通讯工业协会。
EIA开始时在它所有的标准前加上“RS”前缀〔推荐标准Recommended standard的缩写〕。
这个名称一直延用至今，现在EIA-TIA已正式用“EIA/TIA”取代“RS”以明确其来源。
修订后命名为TIA/EIA-485-A。
不过我们还是习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来。
两者是工业应用中最成功的标准。
而RS-422是一个差分标准，是为了弥补RS－232的不足提出来的，改良了RS-232通讯距离短和速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到了10Mbps，在速率低于1000Kbps时传输距离延长到4000英尺，并且允许在一条平衡线上连接最多10个接收器，可以说RS-422是一种单机发送、多机接收的单向传输标准。
RS-485是在RS-422的基础上，为了扩展应用范围和通讯能力，增加了多点、双向通信能力，也就是说，允许多个发送器连接到同一条总线上，同时，增加了发送器的驱动能力和通讯冲突的保护特性，通过差分传输扩展总线的共模范围。
RS-485满足了所有的RS-422标准，但反之则不成立。
RS-485实质上是一个电气接口标准，它只规定了平衡驱动器合接收器的电特性，而没有规定插件、传输电缆与及通信协议。
只是对应于七层模型中的物理层。
3.RS-485的接口标准特点：●平衡传输、差开工作模式●多点通信●驱动器带载最小输入电压：±1.5V ●驱动器带载最大输入电压：±5V●最大输出短路电流：250mA ●驱动器输出阻抗：54Ω●接收器输入门限：±200mV●接收器最小输入阻抗：12KΩ●－7V至＋12V总线共模范围●最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)●接收器输出逻辑高：＞200mV ●接收器输出逻辑低：＜200mV●最大总线负载：32个单位负载●允许收发器数目：32Tx 、32Rx●最大传输速率：10Mbps ●最大电缆长度：4000英尺〔约1.2千米〕RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向〔半双工〕的通讯链路，提供了高噪声抑制、高的传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的通信平台。
RS485分配器
产品说明
RS485分配器是一种高性能多功能的RS2485的接口分配器，该产品配有外接电源，具有体积小，传输距离远、速率高、性能稳定等特性。
广泛用于监控系统、考勤系统、IC卡收费系统中。
RS485分配器有一路RS485信号输入，四路RS485输出，八路RS485输出，每个端口的通讯距离超过1200米，可延长数据通讯距离，提高数据传输的可靠性。
特殊功能：
RS485端口具有防静电、抗雷击设计。
每个端口的通讯距离超过1200米；
各端口相互隔离，干扰信号不会影响到其它路，特别适合星型接法的数据通讯方式；
基本功能：
RS485分配器将一路RS485信号转换成多路输出，完全解决工程应用上的一控多难题。
完全硬件上的RS485信号桥接，不受设备间不同通讯协议，波特率及地址的任何影响。
RS485分配器有一路RS485信号输入，四路 RS485输出，八路RS485输出，双向数据传输；
每个端口的可接128个节点，最多可接8×128个RS485终端。
RS-485接口电路设计完全指南
和其它任何系统设计一样，必须习惯性的考虑故障应对措施，不论这些故障是自然产生还是因 环境诱导产生。对于工厂控制系统，通常要求对极端噪声电压进行防护。485提供的差分传输机 制，特别是宽共模电压范围，使得485对噪声具有一定的免疫力。但面对复杂恶劣环境时，其免 疫力可能不足。有几种方法可以提供保护，最有效的方法是通过电流隔离，后面会讨论这个方 法。电流隔离能够提供更好的系统级保护，但是价格也更高。更流行并且比较便宜的方案是使 用二极管保护。使用二极管方法代替电流隔离是一种折衷方法，在更低层次上提供保护。外接 二极管和内部集成瞬态保护二极管的例子如下图所示：
在数据通讯系统中，隔离是指多个驱动器和接收器之间没有直接电流流通。隔离变压器为系统 提供电源，光耦或数字隔离器件提供数据隔离。电流隔离可以去除地环流，抑制噪声电压。因 此，使用这种技术可以抑制共模噪声，降低其它辐射噪声。
举一个例子，图9显示了过程控制系统的一个节点，通过485链路连接数据记录器和主计算机。
2.3.2 失效保护 许多485应用也要求提供失效保护，失效保护对于应用层是很有用的，需要仔细考虑并充分理 解。
在任何多个驱动器/接收器共用同一总线的接口系统中，驱动器大多数时间处于非活动状态，这 个状态被称为总线空闲状态。当驱动器处于空闲状态时，驱动器输出高阻态。当总线空闲时，
沿线电压处于浮空状态（也就是说，不确定是高电平还是低电平）。这可能会造成接收器被错 误地触发为高电平或低电平（取决于环境噪声和线路浮空前最后一次电平极性）。显然，这种 情况是不受欢迎的。在接收器前面需要有相关电路，将这种不确定状态变成已知的、预先约定 好的电平，这称之为失效保护。此外，失效保护还要能防止因短路而引起的数据错误。
rs485设计标准
RS485总线标准规定了总线接口的电气特性标准，具体如下：
1. 数字信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰。
2. 电压标准：正电平在+2V~+6V之间，表示一个逻辑状态。
负电平在-2V~-6V之间，则表示另一个逻辑状态。
3. 阻抗标准：接收器的输入电阻RIN≥12kΩ，驱动器能输出±7V的共模电压。
4. 电容标准：输入端的电容≤50pF。
5. 终端电阻：在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V。
6. 接收灵敏度：接收器的输入灵敏度为200mV，即(V+)-(V-)≥0.2V表示信号“0”，(V+)-(V-)≤-0.2V表示信号“1”。
因为RS485具有远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得RS485成为工业应用中数据传输的首选标准。
如需更多信息，建议咨询专业技术人员获取帮助。
基于RS485总线的多机通信系统设计
基于RS485总线的多机通信系统设计一、系统设计目标和背景随着现代工业自动化水平的提高，工业控制系统和仪表设备逐渐增多，对于其中的多个设备进行数据通信和控制成为关键需求。
在多机通信系统设计中，RS485总线作为一种常用的通信标准，可实现高速、远距离的通信传输，因此成为了此类系统设计的首选。
二、系统设计方案1.硬件设计：（1）主控设备选择：选用一台RS485总线主控器作为系统的主控设备，负责RS485总线的数据传输和协调各从机设备。
主控设备可选择PLC、工控机等。
（2）从机设备选择：根据实际需求，选择适合的从机设备进行数据通信和控制。
每个从机设备都需要一个独立的RS485接口，并设置唯一的从机地址，以便主控设备进行识别和通信。
2.通信协议设计：（1）物理层设计：根据RS485总线的特性，需要设计出符合RS485的物理接口和电气特性。
同时，还需要考虑电源供电和信号转换等问题。
（2）数据链路层设计：采用标准的RS485通信协议进行数据帧的传输和错误检测，确保数据的可靠性。
（3）应用层设计：根据具体需求制定应用层协议，定义数据格式和通信流程。
主控设备和从机设备之间的数据传输可以采用命令/响应模式或者发布/订阅模式。
3.网络拓扑设计：根据实际应用场景和设备数量，选择合适的RS485总线网络拓扑结构。
常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、环型等。
其中总线型最常见，适用于设备数量较多的情况，具有较高的灵活性和扩展性。
4.软件设计：（1）主控设备端：主控设备需要编写相应的软件程序，用于控制RS485总线的数据传输和管理各从机设备。
主控设备的软件需要包括数据采集、处理、显示等功能。
（2）从机设备端：每个从机设备需要编写相应的软件程序，用于响应主控设备的控制指令和发送数据给主控设备。
从机设备的软件需要实现数据采集、发送、接收和处理等功能。
5.系统安全性设计：（1）数据加密：对于一些关键数据，可以设置加密算法，确保数据的安全传输。
rs485电路设计原理
rs485电路设计原理
RS485是差分信号，，半双工、平衡传输线多点通信的标准，两个设备之间使用双绞屏蔽线缆连接，两个线缆分别传输A和B信号。
RS485的传输速率与总线长度相关，最高可以达到10Mb/S，线缆越长，速率越慢；线缆越短，速率越快；RS485总线具有两种逻辑电平：高电平(1)和低电平（0）高电平(1)：B线上的电压减去A线上的电压是+（0.2—6） V时，表示高电平低电平(0)：B线上的电压减去A线上的电压是-（0.2—6）V时，表示低电平1、芯片选择485芯片有很多种，根据个人需要选型，我目前使用的是3.3V供电的工业芯片MAX3485（也可以选择5.0V供电的MAX485),数据传输速率可高达10Mbps。
2、接口电路
因为线缆传输距离长，干扰比较大，所以需要做防雷、瞬态过电压抑制、阻抗匹配等设计保护。
rs-485集线器设计原理
rs-485集线器设计原理RS-485集线器设计原理一、引言RS-485是一种常用于工业自动化领域的串行通信标准，它具有高速、远距离传输和抗干扰等优点。
在实际应用中，为了实现多个RS-485设备之间的互联，我们需要使用RS-485集线器。
本文将介绍RS-485集线器的设计原理及其工作机制。
二、RS-485集线器的作用RS-485集线器是一种用于扩展RS-485总线长度和连接多个RS-485设备的设备。
它能够将一条RS-485总线扩展到更长的距离，并且可以连接多个设备，实现数据的互联互通。
RS-485集线器的作用类似于网络交换机，它可以实现数据的分发和转发，使得多个RS-485设备可以同时进行通信。
三、RS-485集线器的设计原理1. 信号放大与恢复RS-485集线器的核心功能是对RS-485信号进行放大和恢复。
由于RS-485信号的传输距离较远，信号会衰减和失真，因此需要集线器内部的电路对信号进行放大和恢复。
集线器采用差分信号放大器来放大RS-485信号，以保证信号的稳定传输。
2. 数据帧重复RS-485集线器在接收到一个数据帧后，会将这个数据帧重复发送给其他设备。
这样，其他设备就可以接收到相同的数据，实现数据的共享。
集线器内部的电路会对接收到的数据进行缓存，并将数据帧的内容复制到其他端口上进行发送。
3. 冲突检测与处理由于RS-485总线是多设备共享的，可能会出现多个设备同时发送数据的情况，这就会造成冲突。
RS-485集线器通过冲突检测电路来检测冲突的发生，并采取相应的处理措施。
当检测到冲突时，集线器会发送一个冲突信号，通知所有设备停止发送数据，并等待一段时间后再重新发送。
4. 数据过滤与转发RS-485集线器还可以根据设定的规则对数据进行过滤和转发。
例如，可以设置只转发特定地址的数据，或者只转发特定类型的数据。
这样可以有效地减少无效数据的传输，提高总线的传输效率。
四、RS-485集线器的工作机制RS-485集线器的工作机制可以分为以下几个步骤：1. 接收数据：集线器通过RS-485总线接收到数据帧。
RS485典型电路经典
RS485典型电路经典1 概述RS-485建议性标准作为⼀种多点差分数据传输的电⽓规范，现已成为业界应⽤最为⼴泛的标准通信接⼝之⼀，这种通信接⼝允许在简单的⼀对双绞线上进⾏多点双向通信，它所具有的噪声抑制能⼒、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准⽆法⽐拟的，因此许多不同领域都采⽤RS-485作为数据传输链路，它是⼀种极为经济并具有相当⾼的噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。
RS-485是⼀种在⼯业上作为数据交换的⼿段⽽⼴泛使⽤的串⾏通信⽅式，数据信号采⽤差分传输⽅式，也称作平衡传输，因此具有较强的抗⼲扰能⼒。
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， RS-485的信号在传送出去之前会先分解成正负对称的两条线路（即我们常说的A 、B 信号线），当到达接收端后，再将信号相减还原成原来的信号。
发送驱动器A 、B 之间的正电平在+2～+6V ，是⼀个逻辑状态；负电平在-2～-6V ，是另⼀个逻辑状态；另有⼀个信号地C ，在RS-485中还有⼀“使能”端。
“使能”端是⽤于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。
当“使能”端起作⽤时，发送驱动器处于⾼阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也与发送端相对的电平逻辑规定，收、发端通过平衡双绞线将AA 与BB 对应相连，当在接收端AB 之间(DT)＝(D+) - (D-)有⼤于+200mV 的电平时，输出正逻辑电平，⼩于-200mV 时，输出负逻辑电平。
接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV ⾄6V 之间。
该应⽤现已经被⼴泛⽤于公司批控仪，R7系列产品的485通讯。
Z LF2 主要性能指标DS75176B 芯⽚技术性能指标：供电电压范围：4.75V to 5.25V ；接收输⼊阻抗：12K ；最⼤接收器数量：32个；共模输⼊电压范围：-7V to 12V ；滞回电压：70mV ；关键芯⽚管脚说明：RE 管脚：接收器输出使能（低电平有效）。
YF-504A RS485 分配器说明书
RS485分配器说明书
YF-504A
1.YF-504A RS485信号放大分配器可将RS485信号进行中间放大,1路RS485 信号输入，4
路RS485信号放大分配输出，4路输出信号匀采用隔离通讯，单向RS485信号传输，提高线路输出功率，每路可延长通讯距离1200米。
2.RS485端口具有防静电、抗雷击设计。
3.各端口相互隔离，可降线路的干扰，适合远程数据通讯或干扰大的环境中。
4.每路RS485输出可接128个RS485接收终端，最多可接4*128个节点。
5.RS485通讯规范要求采用屏蔽双绞线连接，如果采用平行线通讯距离将大大缩短。
6.使用方法：RS485 IN(RS485输入)，RS485 OUT(RS485输出)，A、B不能接反，DC IN（电
源输入DC9～12V）。
7.在RS485输出回路的最远端的RS485设备的485接口并接一个120Ω电阻，一个回路不得
多于一个120Ω电阻。
8.输入电源：DC9～12V（500mA）。
9.产品配件：RS485分配器、电源适配器、说明书、合格证、120Ω电阻4只。
10.接线如图所示：。
rs485电磁兼容设计方案
rs485电磁兼容设计方案一、硬件方面。
1. 线路布局。
首先呢，RS485的信号线得像两个乖宝宝一样，和那些容易产生干扰的线路（比如电源线、大电流信号线）保持距离。
就好比你在公交车上，要和那些爱推搡的大汉保持点儿间隔，不然容易被挤到。
一般来说，信号线和电源线之间的距离最好能有个几厘米，如果空间允许的话。
在PCB板上，RS485的走线要尽可能短且直。
不要让它像蜿蜒的小蛇一样扭来扭去，因为走线越长，就越容易受到外界电磁场的干扰。
这就像你走路，走直线肯定比绕弯路更快到达目的地，而且还不容易迷路（被干扰）。
对于RS485的差分信号线（A和B），要让它们紧紧挨在一起，就像一对好兄弟。
这样做的好处是，它们可以相互抵消外界的共模干扰。
这就好比两个人一起抵御外来的麻烦，总比一个人单打独斗要强得多。
2. 终端匹配。
RS485网络的两端一定要加上合适的终端匹配电阻。
这个终端匹配电阻就像是一个小守门员，它可以防止信号在传输线末端反射回来，造成信号的混乱。
如果没有这个小守门员，信号就像在一个没有尽头的迷宫里乱撞，最后出来的时候就变得乱七八糟了。
一般来说，终端匹配电阻的值要根据传输线的特性阻抗来选择，通常是120Ω左右。
而且这个终端匹配电阻的精度也很重要，可不能太马虎。
如果精度太差，就像守门员的手套太大或者太小，不能很好地完成任务。
所以呢，尽量选择精度在1%以内的电阻。
3. 隔离措施。
为了防止设备之间的电气干扰通过RS485线路传播，要加上隔离器件。
这就好比在两个房子之间砌一堵墙，这样一边房子里的噪音（电气干扰）就不会轻易传到另一边去了。
可以使用光耦或者磁耦来实现隔离。
光耦隔离是个不错的选择，它就像一个用光信号传递信息的小信使。
输入侧的电信号通过发光二极管变成光信号，然后在输出侧再把光信号还原成电信号。
这样一来，两边的电气系统就被有效地隔离开了。
不过在选择光耦的时候，要注意它的速度、隔离电压等参数，要确保它能满足RS485通信的要求。
RS485课程设计
吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书基于RS-485高速通信系统设计学生学号：06530212学生姓名：孙杰专业班级：电信0602指导教师：郑宝华职称：副教授起止日期：2009.12.21～2010.1.8吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书- I -专业综合设计任务书一、设计题目：基于RS-485高速通信系统设计 二、设计目的：1.培养学生的科学性，系统性和全面性的设计素质；2.开拓学生的设计思路，增强学生理论知识与实践相结合的能力；3.训练学生的小组组织能力和团队的分工合作精神。
三、设计任务及要求1.设计RS-485通信系统的电路原理图，下位机用单片机实现，RS-485协议使用芯片MAX485实现；2.设计系统的上位机程序，在上位机上要求显示时间，即数字钟，并将时、分和秒的数据发送到下位机；3.设计下位机程序，使下位机能接受到上位机发来的数据，并用液晶进行实时显示。
四、设计时间及进度安排设计时间共三周（2008.12.21~2009.1.8），具体安排如下表： 周安排设 计 内 容设计时间第一周 依任务书要求，查阅RS-485 协议等相关资料并设计电路图，用Protel 画出电路原理图。
2009.12.21 ~2009.12.25 第二周按电路原理图连接硬件电路并调试硬件，编写驱动程序并调试程序，完成功能。
2009.12.28~2009.12.31 第三周 完成系统的联调，总结撰写设计报告，准备答辩。
2010.1.4 ~2010.1.8五、指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年 月 日成绩指导教师(签字):基于RS485高速串行通信系统设计目录专业综合设计任务书 (I)第1章绪论 (1)第2章RS-485串口通信协议 (2)2.1 RS232和RS485的性能比较 (2)2.2 常用串行接口标准 (2)2.2.1 RS-232接口标准 (2)2.2.2 RS-422与RS-485接口标准 (3)2.2.3 RS-232与RS-485之间转换原理和接法 (4)第3章系统总体设计 (5)3.1 微控制器概述 (5)3.1.1 C8051F410单片机概述 (5)3.1.2 C8051F410单片机的特性 (5)3.2 LCD3310液晶显示器概述 (7)3.3 C8051F410单片机与RS-485总线接口 (8)第4章软件设计 (9)4.1 上位机程序设计 (9)4.1.1 VB语言介绍 (9)4.1.2设计窗体及控件说明 (9)4.1.3上位机源程序 (10)4.2 下位机程序设计 (12)4.2.1程序设计方法分析 (12)结论 (13)参考文献 (14)附页一整机电路图 (15)附页二下位机程序 (16)- II -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第1章绪论随着数字技术的发展和计算机的日益广泛应用，现在一个系统往往由多台计算机组成，需要解决多站、远距离通信的问题。
RS485设计指南
RS-485标准的用途RS-485只定义了用于平衡多点传输线的驱动器和接收器的电特性，因此很多更高层标准都将其作为物理层引用。
网络拓扑总线节点以菊花链或总线拓扑方式联网。
(见图1)也就是说，每个节点都通过很短的线头连接到主线缆。
该接口总线通常设计为用于半双工传输，也就是说它只用一对信号线，驱动数据和接收数据只能在不同时刻出现在信号线上。
图1：RS-485总线结构(左)与半双工总线结构(右)。
这就需要通过方向控制信号(例如驱动器/接收器使能信号)控制节点操作的协议，以确保任何时刻总线上都只能有一个驱动器在活动，而必须避免多个驱动器同时访问总线导致总线竞争。
信号电平RS- 485驱动器必需在54的负载上提供最小1.5V的差分输出，而RS-485接收器则必需能检测到最小为200mv的差分输入(见图2)。
这两个值为可靠数据传输提供了足够的裕度，即便信号经过线缆和连接器发生严重衰减时亦如此。
而稳健性正是RS-485适用于噪声环境的长距离联网的主要原因。
图2：RS-485规定的最小总线信号电平。
线缆类型在双绞线上传送差分信号为RS-485应用带来了很大好处。
这是因为外部噪声源产生的噪声总是等量耦合进两根信号线中，属于共模噪声，而这能在差分接收器的输入处就被抑制掉。
工业用RS-485线缆是特性阻抗为120和22AWG的塑封非屏蔽双绞线。
图3所示为一对用于半双工网络的UTP线缆的横截面。
图3：RS-485通信线缆示例。
为了保持网络的电特性，除了网络线缆的连接之外，印制电路板的布线和RS-485设备连接器上的管脚分配需保持两根信号线之间的距离均等且足够靠近。
总线端接与线头长度数据传输线应进行端接，而且线头应尽可能短，以避免传输线上发生信号反射。
良好的端接要求终端电阻R与传输线线缆的特征阻抗Z0匹配。
RS-485建议采用TZ0为120的线缆，因此通常每根线缆末端都采用120的电阻进行端接。
图4：利用共模噪声滤波器对RS-485进行端接。
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经典RS485分配器设计资料
本人设计的485集线器已经投入使用，而且效果显著。
但是对于产品光电隔离方面还没有完善，有意者可以拍下继续二次开发。
产品资料包括原理图和PCB图。
本人一开始设计的便为1进8出的485集线器。
淘宝地址： QQ：382852458
485集线器为什么要使用总结
1.随着485总线的应用越来越广泛，485总线系统也原来越大，越来越复杂。
随着485总线系统的大而且复杂，导致485总线的稳定性也越来越差。
使用485集线器可以很好的解决这些问题。
在某智能楼宇工程当中，其中的所有设备都采用485接口与电脑进行通讯，但是在现场施工当中，发现如果按照原先的单纯485总线的施工的话，就会出现一些问题：1.由于智能楼宇工程中要求的功能越来越多，所以其中的设备也越来越多，但是原有的485转换器并不能带这么多的设备。
2.由于485总线的特点，一旦总线上有一个设备出现问题的话，会导致整个总线出现问题，从而导致整个系统崩溃。
针对这种情况，施工方使用本人设计的485集线器可以很好的解决这个问题，利用485集线器的将单个485总线分割成多个485总线的特性，将每层楼区隔成一个485总线，从而可以带比原先更多的485设备，而且一旦一个总线上有485设备发生问题，也可以将其区隔，从而只是影响一层楼，而不是导致整个系统的崩溃。
该系统在使用485光隔离集线器之后，大大提高了485总线的稳定性，对于以后的维护提供了极大的方便。
2.在矿井开采，火电厂，冶金，石化等工业现场中，存在着很多的可燃性气体，这就存在着安全隐患，为了避免爆炸事故和火灾的发生，工程上变安装了各种可燃性气体探测报警控制器，这种探测器可以检测出泄漏气体的浓度，并将其转变成电信号传送给气体报警控制器，控制器经过处理显示出被测气体的浓度，当被测气体浓度超出了设定值时，控制器及时的发出声音和灯光报警信号，监控中心收到报警信号能够迅速的判断出气体泄漏点的准确位置，迅速的对存在隐患的泄漏点进行抢修和维护，从而就避免了重大事故的发生。
由于485总线简单易用受到欢迎，诸多的气体报警控制器一般都具有485串口，所以气体探测报警现场采用485总线的通信方式，但是随着监控系统的增大，探测的点数增多，特别是在原有的基础上进行探测点的增加，由于485总线必须使用手牵手的总线型连接，使得布线非常的不方便。
星型的布线连接方式由于其布线简单，容易扩充的特点，使得很多工程商便采用了星型布线连接方式，但是由于485总线机制是不允许星型连接的，使用星型连接很容易导致485信号反射，导致485通信失败。
工程商为了解决485星型布线的问题，采用本人的485集线器可以很好的将485总线连接方式改成星型连接，485集线器是一路485端口输入，四路485端口输出，从而可以形成一进四出的星型连接方式，如果需要更多的输出，可以进行级联获得。
由于每个输出端口都是采用独立驱动方式，端口之间不会产生信号反射问题，保证485总线可以稳定运行。
采用485集线器之后，工程商可以就现场的环境进行灵活布线，大大方便了施工。
3.485总线由于其布线简单，总线运行响应速度快，通信距离远等特点广泛的应用于工业自动化控制，道路监控，楼宇监控等各种领域。
在某工业自动化控制项目中，利用485总线作为其通信线路.在实际施工过程中，发现485总线用于工业自动化控制存在如下几个问题：
1.由于485总线的规范布线必须是手牵手的总线式连接，这种布线方式必须是要求一条总线直接挂接，对于485设备均匀的分布在一条线上的话，这样的连接是非常合适的，但是工业自动化控制设备大多是集群的集中在几个点上，这样
就使得如果使用总线式的挂接的话，很容易在某个点上布线绕成一团从而导致出现问题。
2.工业自动化对于设备响应速度，可靠性要求非常的高，但是485总线存在一个弊端,即：485总线上有一个485设备出现问题，就会导致该总线上的设备出现问题，这样的情况在工业控制自动化上出现的话，会导致整个生产线停顿，是不能容忍的。
3.在工业现场中，经常会出现一些强电流，强电磁的干扰，从而导致485总线被干扰，从而会导致整个系统的稳定运行。
针对这种情况，工厂采用485扩展器有效的解决了这个问题。
由于485扩展器在物理上可以做到一进四出或者四进一出的数据流向，从而使得可以非常方便的根据现场情况进行布线。
在端口上都有防雷保护及光电隔离功能，从而有效的防止了电磁干扰。
并且端口之间都是光电隔离的，一旦某个端口出现问题，会智能的自动切断出现故障的端口，从而保证整个总线的稳定运行，从而使得自动化控制的整个系统得以运行。