前言
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域,通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口,由于工业现场比较复杂,各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰,会导致信号传输错误。
1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议,现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议,所以今天我们来了解下RS485通信和Modbus通信协议。
RS-485, 是Recommended Standard的缩写,就是推荐标准的意思。485是标识号,至于为什么定这个标识号,则无需深究。RS-485又称为ANSI/TIA/EIA-485,这几个前缀是标准协会的名称缩写,比如EIA就是电子工业协会 (Electronics Industries Association EIA)的缩写。1983年,RS-485通讯接口被电子工业协会 (Electronics Industries Association EIA)批准为一种通讯接口标准。
使用RS-485作为物理层的常用标准协议有
- 工业HART总线
- modbus协议(常用)
- Profibus DP
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电气特性
- 逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6)V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS232降低了,不易损坏电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。
- RS485通信速度快,数据最高传输速率为10Mbps以上;其内部的物理结构,采用的是平衡驱动器和查分接收器的组合,抗干扰能力大大增加。
- 传输距离最远可达到1200米左右,但传输速率和传输距离是成反比的,只有在100KB/s以下的传输速率,才能达到最大的通信距离,如果需要传输更远距离可以使用中继。
- 可以在总线上进行联网实现多机通信,总线上允许挂多个收发器,从现有的RS485芯片来看,有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。
RS485有两线制和四线制,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用。两线制这种接线方式为总线式拓朴结构,在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。
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芯片转换
RS485 的接口非常简单,与 RS232 所使用的 MAX232 是类似的,只需要一个 RS485转换器,就可以直接与单片机的 UART 串口连接起来,并且使用完全相同的异步串行通信协议。但是由于 RS485 是差分通信,因此接收数据和发送数据是不能同时进行的,也就是说它是一种半双工通信
常用芯片
![max485典型电路图,485通讯电路图讲解,485芯片_大山谷图库](https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.OJ_2KaJeb3mMWritKOiwCQAAAA?rs=1&pid=ImgDetMain)
MAX485 是美信(Maxim)推出的一款常用 RS485 转换器。其中 5 脚和 8 脚是电源引脚;6脚和 7 脚就是 RS485 通信中的 A 和 B 两个引脚;1 脚和 4 脚分别接到单片机的 RXD 和 TXD引脚上,直接使用单片机 UART 进行数据接收和发送;2 脚和 3 脚是方向引脚,其中 2 脚是低电平使能接收器,3 脚是高电平使能输出驱动器,我们把这两个引脚连到一起,平时不发送数据的时候,保持这两个引脚是低电平,让 MAX485 处于接收状态,当需要发送数据的时候,把这个引脚拉高,发送数据,发送完毕后再拉低这个引脚就可以了。为了提高 RS485 的抗干扰能力,需要在靠近 MAX485 的 A 和 B 引脚之间并接一个电阻,这个电阻阻值从 100欧到 1K 都是可以。
通过芯片转换就可以就可以实现串口转485,485转串口 |