RS485串行通信接口分析

(a)MAX481E/483E/485E/487E/1487E
(b)MAX488E/490E
图10-23 MAX481E/488E结构及引脚图
2. RS485收发器与应用电路
• 两个芯片的共同点是都含有一个发送器D和一个 接收器R，其中DI是发送输入端，RO是接收输出 端。不同的是，图（a）中只有两根信号线A和B， 信号线A为同相接收器输入和同相发送器输出， 信号线B为反相接收器输入和反相发送器输出， 由于是半双工，所以有发送与接受的使能端DE与 引脚。 • 在图(b)中，有两对4根信号线A、B和Y、Z，其 中A、B专用作接收器输入，A为同相、B为反相； 而Y、Z专用作发送器输出，Y为同相、Z为反相， 所以构成了全双工通信。
第三节 RS485串行通信接口
• 3.1 RS485接口标准 • 3.2 RS485收发器与应用电路 • 3.3 RS485互联网络
习题
• 1. RS232的主要缺陷 • 2. RS485的信号定义 • 3. 理解RS422双端发送、双端接收的传送方式及 其优点。 • 4. 能将单片机接口与MAX487连接，并绘制出 MAX487的结构图。 • 5.绘制3个UART通信端口之间的半双工连接图。 • 6.绘制2个UART通信端口之间的全双工连接图。
P2.0 INT1 P2.1 P2.2 T0 T1 AT89C52 P2.3 P2.4 P2.5 PSEN P2.6 ALE/P P2.7 P1.0 P1.1 P1.2 RXD P1.3 TXD P1.4 P1.5 RD P1.6 P1.7 WR
RO RE DE DI
1 2 3 4
R
8 7 6
VCC B A
D MAX487E
5 GND
图 10-24 单片机系统中的RS-485接口电路
3. RS485互联网络
• RS-485更适合于多站互连（已经具备了现 场总线的概念），一个发送驱动器最多可 连接大于32个负载设备，负载设备可以是 被动发送器、接收器和收发器。其电路结 构是在平衡连接的电缆上挂接发送器、接 收器或组合收发器，且在电缆两端各挂接 一个终端电阻用于消除两线间的干扰。
• A：差分正输入端 • B: 差分负输入端 • RO： 接收端 • DI： 发送端 • RE: 接收使能端 • DE：发送使能端
2. RS485收发器与应用电路
RO 1 RE 2 DE 3 DI 4 D R 8 VCC 7 B 6 A 5 GND VCC 1 RO 2 DI 3 GND 4 D 8 A R 7 B 6 Z 5 Y
3.1 RS485串行通信接口
• RS485采用二线差分平衡传输，其信号定 义如下： • 逻辑0：差分信号-2500～-200mv • 逻辑1：差分信号+2500～+200mv • 高阻状态：差分信号-200～-200mv
1.RS485串行通信接口
• 在图2-21中，图(a)为RS-232C所采用的 单端发送、单端接收电路。该电路的特点 是传送信号只用一根导线，对于多路信号 线，其地线是公共的。因此，它是最简单 的连接结构，但缺点是易收干扰信号的影 响。
• RS-485总线上的A正（高）B负（低）电平 对应的是逻辑“1”，而RS-485总线上的A负 （低）B正（高）电平对应的是逻辑“0”。 一般地，A与B之间的正负（高低）电压之 差在0.2~2.5V之间。
EA/VP XTAL1 XTAL2 RESET INT0
Fra Baidu bibliotek
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
1.RS485串行通信接口
• RS-422A则更进一步采用了双端发送、双 端接收的传送方式，这种平衡驱动和差分 接收方法从根本上消除了地线干扰。 • 这种发送器相当于两个单端发送器，它们 的输入是同一个信号，而一个发送器的输 出正好与另一个反相。当干扰信号作为共 模信号出现时，一根导线上出现的噪声电 压会被另一根导线上的噪声电压抵消，因 此可以削弱噪声对信号的影响。
•
在控制领域中，以微处理器为核心构 成的测控仪表的一个重要技术指标就是具 有串行通信接口功能，以前主要是采用RS232C接口，现在无一例外地是RS-485接口。
• 图2-24给出了AT89C52单片机与芯片MAX487E构 成的RS-485接口电路，用单片机的P1.7口控制 MAX487E的数据发送和接收，当数据发送时置 P1.7为高电平，则使能端DE=1打开发送器D的缓 冲门，发自单片机TXD端的数据信息经DI端分别 从D的同相端与反相端传到RS-485总线上。 • 当接收数据时把P1.7置于低电平，此时使能端=0 打开接收器R的缓冲门，来自于RS-485总线上的 数据信息分别经R的同相端与反相端从RO端传出 进入单片机RXD端。
2. RS485收发器与应用电路
• 在许多工业过程控制中，往往要求用最少 的信号线来完成通信任务。目前广泛应用 的RS-485串行接口总线就是为适应这种需 要应运而生的。它实际就是RS-422总线的 变型，二者不同之处在于：RS-422为全双 工，采用两对差分平衡信号线；而RS-485 为半双工，只需一对平衡差分信号线。
3.1RS485串行通信接口
• 所以EIA在1977年作了部分改进，制定了 新标准RS-449：除了保留与RS-232C兼 容外，还在提高传输速率、增加传输距离、 改进电气特性等方面做了很多努力，增加 了RS—232C没有的环测功能，明确规定 了连接器，解决了机械接口问题。 • 在RS-449标准下，推出的子集有RS423A/RS-422A，以及RS-422A的变型 RS-485。
3.1 RS485接口标准
• RS-232C虽然使用很广，但由于推出时间比较早，所以 在现代通信网络中已暴露出明显的缺点，主要表现在： • （1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片， 又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与 TTL电路连接。 • （2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为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。