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詳解RS485通訊,就這麽簡單!

2024-08-26科技

RS-485也稱為TIA-485。RS485是定義序列通訊系統中使用的驅動器和接收器電氣特性的標準。

RS485廣泛套用於 工業控制系統 ,單個網絡可處理多達 32 個器材。RS-485通常用於工業自動化,用於監控和控制PLC、變頻器、DCS等。

RS-485網絡

使用 RS-485設計網絡時,應考慮幾個關鍵因素:

網絡布線: 網絡布線方式對於訊號傳輸成功至關重要。理想情況下,使用雙絞線作為+(B)、-(A) 線,並使用另一根線端接REF、DGND或COM。

遮蔽: 實施遮蔽,保護訊號傳輸免受外界幹擾。

極性: 準確設定網絡極性,保證訊號正確傳輸。

終止: 正確的網絡終止對於避免訊號反射至關重要,因為訊號反射會導致通訊錯誤。

偏置: 偏置有利於維持長距離訊號質素。

單位負載: 網絡的單位負載影響可連線到該網絡的器材數量。

數據速率: 網絡的數據速率決定了通訊的速度。

網絡長度: 網絡的長度會影響訊號傳輸質素。

拓撲: 網絡的布局(具體來說,器材的連線方式)會影響通訊效率。

基本原理

RS-485通訊基於差分訊號,其中資訊透過兩根電線上發送的兩個互補訊號傳輸,通常稱為A 和B。

傳遞資訊的正是這兩條線之間的電壓差,而不是單條線與地之間的電壓。這使得 RS-485 系統具有很強的抗共模雜訊能力。

RS-485 通訊範例

讓我們來看一個RS-485網絡的簡單範例,其中包含一個主器材和兩個從器材。

空閑狀態: 當沒有器材進行傳輸時,路線處於空閑狀態。在此狀態下,路線A和B之間的差分電壓為零。

主機傳輸: 當主器材想要發送數據時,它會改變A線和B線之間的電壓差。例如,「1」可能表示為 A 的電壓高於 B,而「0」可能表示為 B 的電壓高於 A。

從屬器材接收: 網絡上的所有器材(包括從屬器材)不斷監控路線A和路線B之間的電壓差。當它們檢測到變化時,它們會將其解釋為一位數據。

從屬器材響應: 如果主器材發送需要從屬器材響應的命令,則從屬器材將等待主器材完成傳輸,然後改變A線和B線之間的電壓差來發送響應。

主器材接收: 主器材和從器材一樣,不斷監控A線和B線之間的電壓差,因此它將接收來自從器材的響應。

返回空閑狀態: 一旦所有數據都傳輸完畢,路線將返回空閑狀態,路線A和B之間的電壓差為零。

這樣,數據就可以透過RS-485網絡 來回發送。需要註意的是,網絡上的所有器材都需要使用相同的邏輯將電壓差解釋為位(即,A 的電壓高於B代表「1」還是「0」)。

在具有多個器材的網絡中,每個器材都需要有一個唯一的地址,以便它知道何時偵聽以及何時忽略路線上的通訊。這通常由在 RS-485 上使用的協定處理,例如Modbus或Profibus。

例如,在 Modbus網絡中 ,主器材發送的每條訊息都以目標器材的地址開頭。當器材看到帶有其地址的訊息時,它們就知道要處理該訊息並可能發送響應。如果地址與自己的地址不匹配,它們就會忽略該訊息。