单片机通信技术-485VIP专享VIP免费

单片机的RS-485通信技术一、基础知识通常的微处理器都集成有1路或多路硬件UART通道，可以非常方便地实现串行通讯。在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。但是，在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导致信号传输错误另外，RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲器的情况下只可以达到15米。为了解决上述问题，RS-485/422通讯方式就应运而生了。1、RS-232/422/485标准来历RS-232、RS-422与RS-485最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的。RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422是由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。但由于PC上的串行数据通讯是通过UART芯片(较老版本的PC采用I8250芯片或Z8530芯片)来处理的，其通讯协议也规定了串行数据单元的格式（8-N-1格式）：1位逻辑0的起始位，6/7/8位数据位，1位可选择的奇(ODD)/偶(EVEN)校验位，1/2位逻辑1的停止位。基于PC的RS-232、RS-422与RS-485标准均采用同样的通讯协议。表格1-1列出了RS-232、RS-422、RS-485通讯方式的区别。标准RS-232RS-422RS-485工作方式单端差分差分节点数1收、1发1发、10收1发、32收最大传输电缆长度50英尺4000英尺4000英尺最大传输速率20Kbps10Mbps10Mbps最大驱动输出电压+/25V0.25V～+6V7V～+12V发送器输出信号电平(负载最小值)负载+/-5V～+/-15V±2.0V±1.5V发送器输出信号电平(空载最大值)空载+/-25V±6V±6V发送器负载阻抗(Ω)3K～7K10054摆率(最大值)30V/μsN/AN/A接收器输入电压范围±15V10V～+10V7V～+12V接收器输入门限±3V±200mV±200mV接收器输入电阻(Ω)3K～7K4K(最小)≥12K发送器共模电压---3V～+3V-1V～+3V接收器共模电压---7V～+7V-7V～+12V1、RS-232标准RS-232被定义为一种在低速率、近距离串行通讯的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。⑴、RS-232的电气标准电平为逻辑“0”时：+3V～+15V；电平为逻辑“1”时：-3V～-15V；未定义区：－3V～＋3V。在此区域内的信号处理将由通讯接口的RS-232收发器决定。⑵、RS-422/485标准RS-422/485标准的全称为TIA/EIA-422-B和TIA/EIA-485串行通讯标准。RS-422/485标准与RS-232标准不一样，数据信号采用差分传输方式（DifferentialDriverMode），也称作平衡传输。由于RS-422/485标准在电气特性上非常相近，在传输方式上有所区别；为便于理解，下面将主要介绍应用比较普遍的RS-485标准，并简单介绍RS-422标准与RS-485标准的区别。1．RS-485标准RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。RS-485标准与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式（DifferentialDriverMode），也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B，如图1所示。图1：RS-485发送器的示意图通常情况下，发送发送器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态；负电平在-2～-6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C。在RS-485器件中，一般还有一个“使能”控制信号。“使能”信号用于控制发送发送器与...