提升RS485總線可靠性的簡便方法

RS-485接口電路的電源、接地
　　對于由MCU結合RS-485微系統組建的測控網絡、應優(yōu)先采用各微系統獨立供電方案、最好不要采用一臺大電源給微系統并聯供電、同時電源線（交直流）不能與RS-485信號線共用同一股多芯電纜、RS-485信號線宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線、對于每個小容量直流電源選用線性電源LM7805比選用開關電源更合適、當然應注意LM7805的保護：
　　1．LM7805輸入端與地應跨接220~1000μF電解電容；
　　2．LM7805輸入端與輸出端反接1N4007二極管；
　　3．LM7805輸出端與地應跨接470~1000μF電解電容和104pF獨石電容并反接1N4007二極管；
　　4．輸入電壓以8~10V為佳、最大允許范圍為6.5~24V、可選用TI的PT5100替代LM7805、以實現9～38V的超寬電壓輸入、
5．光電隔離
　　在某些工業(yè)控制領域、由于現場情況十分復雜、各個節(jié)點之間存在很高的共模電壓、雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式、具有一定的抗共模干擾的能力、但當共模電壓超過RS-485接收器的極限接收電壓、即大于+12V或小于－7V時、接收器就再也無法正常工作了、嚴重時甚至會燒毀芯片和儀器設備、
　　解決此類問題的方法是通過DC-DC將系統電源和RS-485收發(fā)器的電源隔離；通過光耦將信號隔離、徹底消除共模電壓的影響、實現此方案的途徑可分為：
　?。?）用光耦、帶隔離的DC-DC、RS-485芯片構筑電路；
　?。?）使用二次集成芯片、如PS1480、MAX1480等。

產品特性：UT-206光電隔離型接口轉換器、兼容RS-232C、RS-422、RS-485標準，能夠將單端的RS-232信號轉換為平衡差分的RS-422或RS-485信號，內置的光電隔離器，能夠提供高達2500Vrms的隔離電壓，快速的瞬態(tài)電壓抑制保護器，此保護器被設計用來保護RS-422/RS-485接口，采用當今先進的TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）瞬態(tài)電壓抑制器，正常情況下TVS管呈高阻狀態(tài)，當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時，它能以極高的速度將其兩端的阻抗降低，吸收一個大電流，從而把其兩端的電壓鉗制在一個預定的數值上，保護后面的電路元件不因瞬態(tài)高壓沖擊而損壞。此保護器可以有效地抑制閃電（LIGHTNING），提供每線600W的雷擊浪涌保護功率，以及各種原因在線路上產生的浪涌電壓和瞬態(tài)過壓，并且極小的極間電容保證了RS-422/RS-485接口的高速傳輸。 RS-232接口端通過一個DB9母頭的連接器與兼容RS-232C標準接口相連，RS-422、RS-485端通過DB9公頭的連接器連接。轉換器內部帶有零延時自動收發(fā)轉換, 獨有的I/O電路自動控制數據流方向, 而不需任何握手信號(如RTS、DTR等)，無需跳線設置實現全雙工(RS-422) 、半雙工(RS-485)模式轉換，即插即用. 確保適合一切現有的通信軟件和接口硬件，不需要對以前的基于RS-232的工作方式任何軟件的修改。

RS-485網絡配置
1）網絡節(jié)點數、網絡節(jié)點數與所選RS-485芯片驅動能力和接收器的輸入阻抗有關、如75LBC184標稱最大值為64點、SP485R標稱最大值為400點、實際使用時、因線纜長度、線徑、網絡分布、傳輸速率不同、實際節(jié)點數均達不到理論值、例如75LBC184運用在500m分布的RS-485網絡上節(jié)點數超過50或速率大于9.6kb/s時、工作可靠性明顯下降、通常推薦節(jié)點數按RS-485芯片最大值的70%選取、傳輸速率在1200~9600b/s之間選取、通信距離1km以內、從通信效率、節(jié)點數、通信距離等綜合考慮選用4800b/s最佳、通信距離1km以上時、應考慮通過增加中繼模塊或降低速率的方法提高數據傳輸可靠性、
2）節(jié)點與主干距離、理論上講、RS-485節(jié)點與主干之間距離（T頭、也稱引出線）越短越好、T頭小于10m的節(jié)點采用T型、連接對網絡匹配并無太大影響、可放心使用、但對于節(jié)點間距非常?。ㄐ∮?m、如LED模塊組合屏）應采用星型連接、若采用T型或串珠型連接就不能正常工作、RS-485是一種半雙工結構通信總線、大多用于一對多點的通信系統、因此主機（PC）應置于一端、不要置于中間而形成主干的T型分布。
提高RS-485通信效率
　　RS-485通常應用于一對多點的主從應答式通信系統中、相對于RS-232等全雙工總線效率低了許多、因此選用合適的通信協議及控制方式非常重要、
　　1．總線穩(wěn)態(tài)控制（握手信號）、大多數使用者選擇在數據發(fā)送前1ms將收發(fā)控制端TC置成高電平、使總線進入穩(wěn)定的發(fā)送狀態(tài)后才發(fā)送數據；數據發(fā)送完畢再延遲1ms后置TC端成低電平、使可靠發(fā)送完畢后才轉入接收狀態(tài)、據筆者使用TC端的延時有4個機器周期已滿足要求；　　
2．為保證數據傳輸質量、對每個字節(jié)進行校驗的同時、應盡量減少特征字和校驗字、慣用的數據包格式由引導碼、長度碼、地址碼、命令碼、數據、校驗碼、尾碼組成、每個數據包長度達20~30字節(jié)、在RS-485系統中這樣的協議不太簡練、推薦用戶使用MODBUS協議、該協議已廣泛應用于水利、水文、電力等行業(yè)設備及系統的國際標準中。如果干擾源內阻不是非常小，可以在接地線上加限流電阻以限制干擾電流。接地電阻的增加可能會使共模電壓升高，但只要控制在適當的范圍內就不會影響正常通信。
(2) 采用浮地技術，隔斷接地環(huán)路。這是較常用也是十分有效的一種方法，當共模干擾內阻很小時上述方法已不能奏效，此時可以考慮將引入干擾的節(jié)點(例如處于惡劣的工作環(huán)境的現場設備)浮置起來，這樣就隔斷了接地環(huán)路，不會形成很大的環(huán)路電流。
(3) 采用隔離接口（光電隔離轉換器）。有些情況下，出于安全或其它方面的考慮，電路地必須與機殼或大地相連，不能懸浮，這時可以采用隔離接口(無源光電隔離R485轉換器)來隔斷接地回路，但是仍然應該有一條地線將隔離側的公共端與其它接口的工作地相連。