RS-485是美国电子工业协会(EIA)在1983年批准了一个新的平衡传输标准(balanced transmission standard),EIA一开始将RS(Recommended Standard)做为标准的前缀,不过后来为了便于识别标准的来源,已将RS改为EIA/TIA。目前标准名称为TIA-485,但工程师及应用指南仍继续使用RS-485来称呼此标准。 关键特性
信号电平 RS-485能够进行远距离传输主要得益于使用差分信号进行传输,当有噪声干扰时仍可以使用线路上两者差值进行判断,使传输数据不受噪声干扰。 RS-485差分线路包括以下2个信号:
也可能会有第3个信号,为了平衡线路正常动作要求所有平衡线路上有一个共同参考点,称为SC或者G。该信号可以限制接收端收到的共模信号,收发器会以此信号作为基准值来测量AB线路上的电压。RS-485标准中提到:
注:不同的IC使用的信号标示方式不同,不过EIA的标准中只使用A和B的名称。数据为1时,信号B会比信号A要高。不过因为标准其中也提到信号A是“非反向信号”,信号B是“反向信号”。因此信号A、B的定义就更容易混淆了,许多组件制造商(错误的)依循了这个A/B的命名原则,所以具体定义需要实际参考设计厂家芯片手册。 为了不引起分歧,一种常用的命名方式是:
下图列出在RS-485利用“异步开始-停止”方式发送一个字符(0xD3,最低比特先发送)时,U+端子及 U−端子上的电压变化。 阈值电压 如果发射器输入端收到逻辑高电平(DI=1),则线路A电压高于线路B(VOA>VOB);如果发射器输入端接收到逻辑低电平(DI=0),则线路B电压高于线路A(VOB>VOA)。如果接收器的输入端线路A电压高于线路B(VIA-VIB>200mV),则接收器输出为逻辑高电平(RO=1);如果接收器的输入端线路B电压高于线路A(VIB-VIA>200mV),则接收器输出逻辑低电平(RO=0)。
单位负载(UL)
工作模式
关于多个半双工总线配置如下图所示,一次只能在一个方向传输数据。 关于全双工总线配置如下图所示,允许主从节点之间双向同时通信。 总线终端和分支长度 为避免信号反射,当线缆长度很长时数据传输线必须有终点,并且分支长度尽可能的短。正确的终端需要终端电阻RT匹配,其值为传输线的特性阻抗Z0。RS-485标准建议线缆的Z0=120Ω。电缆干线通常终端匹配120Ω的电阻,线缆的末尾处各一个。见下图示意:
LStub= 最大分支长度(单位英尺) 数据速率和电缆长度 使用高数据速率时,只能使用较短线缆。使用低数据速率时,可以使用较长的线缆。对应低速率应用,电缆的直流电阻通过在电缆压降增加了噪声裕量,限制了电缆长度。使用高速率应用时,电缆的交流效应限制了信号质量,限制电缆长度。下图提供了较为保守的电缆长度和数据速率变化曲线。 |
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