RS485通信設(shè)計(jì)中需注意的幾個(gè)問題
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RS-485接口芯片能擔(dān)當(dāng)起一種電平轉(zhuǎn)化的角色，把TTL信號(hào)、COMS信號(hào)等轉(zhuǎn)化為能在485總線上傳輸?shù)牟罘中盘?hào)，把接收到的485差分信號(hào)轉(zhuǎn)化為MCU能夠識(shí)別的TTL或COMS電平，在工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但在RS485通信中，常常會(huì)存在通信距離不遠(yuǎn)、通信質(zhì)量差等問題。為提高RS485的通信質(zhì)量，除了采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常要考慮以下幾個(gè)問題。
根據(jù)RS-485的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，接收器的接收靈敏度為±200mV，這意味著當(dāng)接收端的差分電壓大于等于+200mV時(shí)，接收器輸出為高電平，小于等于-200mV時(shí)輸出為低電平，介于±200mV之間時(shí)，接收器輸出為不確定狀態(tài)。在總線空閑（即傳輸線上所有節(jié)點(diǎn)都為接收狀態(tài)）以及傳輸線開路或短路故障時(shí)，若不采取特殊措施，接收器可能輸出高電平或者低電平。一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)的接收器產(chǎn)生低電平，就會(huì)使串行接收器（UART）找不到起始位，從而引起通信異常。
RS-485接口芯片在使用、焊接或設(shè)備的運(yùn)輸途中都有可能受到靜電沖擊而損壞。在傳輸線架設(shè)于戶外的使用場(chǎng)合，接口芯片乃至整個(gè)系統(tǒng)還有可能遭受雷電襲擊。選用抗靜電或抗雷擊的芯片可有效避免此類損失。
在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場(chǎng)情況十分復(fù)雜，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾能力，但當(dāng)共模電壓超過RS-485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于-7V時(shí)，接收器就無(wú)法正常工作，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。解決方法是通過DC/DC轉(zhuǎn)換器將系統(tǒng)電源和RS-485收發(fā)器的電源進(jìn)行光耦隔離，徹底消除共模電壓的影響，并濾除接地回路和傳導(dǎo)噪聲引起的干擾。
在RS485通信中，為防止信號(hào)反射，通常在終端都接有90~120歐姆的電阻。一般的RS485接口芯片在帶這樣的電阻負(fù)載時(shí)，其輸出電壓的擺幅只有1.5~1.8V，因此在進(jìn)行長(zhǎng)距離通信時(shí)，由于信號(hào)的衰減，接收器可能無(wú)法正確地接收到信號(hào)，導(dǎo)致誤碼。
綜上所述，在選擇RS485接口芯片時(shí)，除了要考慮靜態(tài)電流、電源電壓寬度范圍等參數(shù)外，還要考慮其故障保護(hù)功能、抗靜電性能、驅(qū)動(dòng)能力，以及外部環(huán)境、通信電纜等方方面面的因素，這樣才能構(gòu)建一個(gè)高質(zhì)量的RS485通信網(wǎng)絡(luò)。
評(píng)論