资源描述：
《RS-485串行数据通信协议及其应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、RS-485串行数据通信协议及其应用RS-485串行数据通信协议及其应用串行数据通信的协议从RS-232到T兆位以太网,虽然每种协议都有特定的应用领域，但任何情况下我们都必须考虑成木和物理层（PHY）性能。传输协议什么是RS-485?Profibus又是什么？与其它串行协议相比，它们的性能如何?适用于哪些M丿IJ?为了冋答这些问题,我们对RS-485物理层（PHY）、RS-232和RS-422的特性、功能进行了总体比较［1］（RS-422是单向、全双工通信协议，适合嘈杂的工业环境。RS-422规范允许单个驱动器与多个接收器通信，数据信号采用差分传输方式,速
2、率最高可达50Mbpso接收雅共模范I韦I为±7V,驱动器输出电阻最大值为100,接收器输入阻抗可低至4koRS-485标准RS-485是双向、半双工通信协议，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，其屮每个驱动器部能够脱离总线。该规范满足所有RS-422的要求，而且比RS-422稳定性更强。具有更高的接收器输入阻抗和更宽的共模范lfl（-7V至+12V）。接收器输入灵敏度为±200mV,这就意味着若要识别符号或间隔状态,接收端电压必须高于+200mV或低于-200mVo最小接收器输入阻抗为12k,驱动器输出电压为±1.5V（最小值）、±5V（最大值）。驱动器
3、能够驱动32个单位负载，即允许总线上并联32个12k的接收器。对于输入阻抗更高的接收器，一条总线上允许连接的单位负载数也较高。RS-485接收器可随意组合，连接至同一总线,但要保证这些电路的实际并联阻抗不高于32个单位负载（375）。采用典型的24AWG双绞线时,驱动器负载阻抗的最大值为54,即32个单位负载并联2个120终端匹配电阻。RS-485已经成为POS、T业以及电信应用屮的最佳选择。较宽的共模范囤可实现长电缆、嘈杂环境（如工厂车间）下的数据传输。更高的接收器输入阻抗还允许总线上挂接更多器件。Profibus和Fieldbus［2］总线主要用于_T
4、.业设备，是RS-485总线的扩展。用于T业环境的传感器测量、激励控制、数据采集/显示以及过程控制系统与传感器、激励源网络Z间的数据通信。注意：老式或现有的工业设备布线架构比较复杂，不可替换。Profibus和Fieldbus是对系统的報体描述。RS-485支持Profibus和Fieldbus协议的物理层接口标准。Profibus与Fieldbus存在细微的弟异,Profibus要求2.0V的最小弟分输出电压,54的负载电阻;Fieldbus则要求1.5V的最小并分输出电压,54的负载电阻。Profibus传输速率为12Mbps,Fieldbus的传输速
5、率为500kbpsoProfibus应用对摆率和电容容限要求比较严格。最适合的应用领域？RS-232：用于与调制解调器、打印机及其它PC外设Z间的通信。最大电缆长度为100英尺（典型值）。RS-422：适用于单主机（驱动器）工业环境。典型应用包括：过稈El动化（化工、酿造、造纸）、工厂白动化（汽车制造、金属加工）、HVAC、安防、电机控制、运动控制等。RS-485：适用于多主机/驱动器T业环境。其典型应用与RS-422相似,包括：过程白动化（化工、酿造、造纸）、工厂自动化（汽车制造、金属加工）、HVAC、安防、电机控制、运动控制。哪些因素限制了RS-485
6、的数据速率？在指定的传输距离下，下列因素限制了传输速率：电缆长度：在特定频率下，信号强度会随着电缆长度而衰减。电缆架构：5类24AWG双绞线是RS-485系统最常用的电缆,屏蔽电缆可大大增强噪声抑制能力，提高了一定距离下的数据传输速率。电缆特性阻抗：分布电容和分布电感会降低信号的边沿速度,从而降低噪声裕量、补偿“眼图模板"特性。分布电阻直接导致信号电平的衰减。驱动器输出阻抗：阻抗过高会限制驱动能力。接收器输入阻抗：阻抗过低会限制与驱动器通信的接收器数量。终端匹配：长电缆可看作传输线。电缆上应接阻值等于电缆特性阻抗的终端匹配电阻，可以降低信号反射，并提高数据
7、速率。噪声裕量：越大越好。驱动器摆率：降低边沿速率（降低信号摆率）允许采用较长的电缆进行通信。经验数据了解了以上相关的背呆知识，接下来我们研究一个实际系统，如图1所示。图屮所示电缆是RS-485系统最为常用的一种：EIA/TIA/ANSI5685类双绞线。在长度为300英尺至900英尺的电缆上可以获得的数据速率为1Mbps至35Mbps。图1.测试装置系统设计人员经常从两个不同厂商选择驱动器和接收器，多数设计人员最关注的是RS-485驱动器的传输距离和速度。Maxim驱动器（这里指MAX3469）与其它制造商的驱动器性能比较如图2、图3所示。图2.在特定比
8、特率、电缆长度下的抖动特性，抖动是在±100mV^分信号下测量的图
