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弱電工程應(yīng)用中RS485接口的六個(gè)常見問題和解決方法概述

訊維官方公眾號(hào) ? 來源:未知 ? 2018-12-23 09:32 ? 次閱讀

1、采用RS485接口時(shí),傳輸電纜的長(zhǎng)度如何考慮?

答:在使用RS485接口時(shí),對(duì)于特定的傳輸線經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負(fù)載電阻為100歐時(shí)所得出。

當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。

當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的。例如:當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S時(shí),采用24AWG電纜,由圖可知最大電纜長(zhǎng)度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0。91mm)則電纜長(zhǎng)度將可以大于200m;若采用28AWG電纜(線徑為0。32mm)則電纜長(zhǎng)度只能小于200m。

2、如何實(shí)現(xiàn)RS-485的多點(diǎn)通訊?

答:RS-485總線上任何時(shí)候只能有一發(fā)送器發(fā)送。半雙工方式,主從只能一個(gè)發(fā)。全雙工方式,主站總可發(fā)送,從站只能有一個(gè)發(fā)送。(靠和DE控制)

3、RS-485接口通訊時(shí),在什么條件下需要采用終端匹配?電阻值如何確定?如何配置終端匹配電阻?

答:在長(zhǎng)線信號(hào)傳輸時(shí),一般為了避免信號(hào)的反射和回波,需要在接收端接入終端匹配電阻。其終端匹配電阻值取決于電纜的阻抗特性,與電纜的長(zhǎng)度無關(guān)。

RS-485一般采用雙絞線(屏蔽或非屏蔽)連接,終端電阻一般介于100至140Ω之間,典型值為120Ω。在實(shí)際配置時(shí),在電纜的兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)上,即最近端和最遠(yuǎn)端,各接入一個(gè)終端電阻,而處于中間部分的節(jié)點(diǎn)則不能接入終端電阻,否則將導(dǎo)致通訊出錯(cuò)。

4、RS-485接口為何在停止通信時(shí)接收器仍有數(shù)據(jù)輸出?

答:由于RS-485在發(fā)送數(shù)據(jù)完成后,要求所有的發(fā)送使能控制信號(hào)關(guān)閉且保持接收使能有效,此時(shí),總線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入高阻狀態(tài)且接收器能夠監(jiān)測(cè)總線上是否有新的通信數(shù)據(jù)。

由于此時(shí)總線處于無源驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(若總線有終端匹配電阻時(shí),A和B線的差分電平為0,接收器的輸出不確定,且對(duì)AB線上的差分信號(hào)的變化很敏感;若無終端匹配,則總線處于高阻態(tài),接收器的輸出不確定),容易受到外界的噪聲干擾。當(dāng)噪聲電壓超過輸入信號(hào)門限時(shí)(典型值±200mV),接收器將輸出數(shù)據(jù),導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的UART接收無效的數(shù)據(jù),使緊接著的正常通訊出錯(cuò);另外一種情況可能發(fā)生在打開/關(guān)閉發(fā)送使能控制的瞬間,使接收器輸出信號(hào),也會(huì)導(dǎo)致UART錯(cuò)誤地接收。解決方法:

1)在通訊總線上采用同相輸入端上拉(A線)、反相輸入端下拉(B線)的方法對(duì)總線進(jìn)行鉗位,保證接收器輸出為固定的"1"電平;

2)采用內(nèi)置防故障模式的接口產(chǎn)品替換該接口電路;

3)通過軟件方式消除,即在通信數(shù)據(jù)包內(nèi)增加2-5個(gè)起始同步字節(jié),只有在滿足同步頭后才開始真正的數(shù)據(jù)通訊。

5、RS-485在通訊電纜中的信號(hào)衰減

第二個(gè)影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥切盘?hào)在電纜的傳輸過程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路。

電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。導(dǎo)線的電阻在這里對(duì)信號(hào)的影響很小,可以忽略不計(jì)。

6、分布電容對(duì)RS-485總線傳輸性能的影響

電纜的分布電容主是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。另外,導(dǎo)線和地之間也存在分布電容,雖然很小,但在分析時(shí)也不能忽視。分布電容對(duì)總線傳輸性能的影響,主要是因?yàn)榭偩€上傳輸?shù)氖腔ㄐ盘?hào),信號(hào)的表達(dá)方式只有"1"和"0"。在特殊的字節(jié)中,例如0x01,信號(hào)"0"使得分布電容有足夠的充電時(shí)間,而信號(hào)"1"到來時(shí),由于分布電容中的電荷,來不及放電,(Vin+)-(Vin-)-還大于200mV,結(jié)果使接愛誤認(rèn)為是"0",而最終導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤,整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸錯(cuò)誤。

由于總線上分布影響,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤,從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能降低。解決這個(gè)問題有兩種方法:

(1)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩?/p>

(2)使用分布電容小的電纜,提高傳輸線的質(zhì)量。

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原文標(biāo)題:弱電工程應(yīng)用中485接口常見問題

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