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        詳解伺服驅動器RS-485物理接口

        2021-01-01 21:58 技術知識

         

         
        RS-485是什么?
         
               RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。是美國電子工業協會(EIA)在1983年批準了一個新的平衡傳輸標準,EIA一開始將RS(Recommended Standard)做為標準的前綴,不過后來為了便于識別標準的來源,將RS改為EIA/TIA。但工程師們仍習慣繼續使用RS-485來稱呼此標準。
         
                嚴格的說RS485是一個電氣的物理標準,定義了使用平衡(也稱作差分)多點傳輸線的驅動器和接收器的電氣特性。而對于協議層(如時序、鏈路、數據定義等)的內容則由軟件開發者或高層協議定義。
         
        那么RS-485的物理接口具體是怎么樣的呢?
               RS-485 的物理接口,需要兩根線做為硬件傳輸媒介,在這兩根線上傳輸的是同一個信號,發送端把這個信號一分為二,在接收端會把它還原為原來的信號。
         
        RS-485的特點?
         
        因為RS-485采用了平衡多點參數的機理,他有著如下主要特點:
         
        (1)差分傳輸增加噪聲抗擾度,減少噪聲輻射;
         
        (2)長距離鏈路,最長可達4000英尺(約1219米);
         
        (3)數據速率高達10Mbps(40英寸內,約12.2米);
         
        (4)同一總線可以連接多個發送器和接收器;
         
        (5)寬共模范圍允許驅動器和接收器之間存在地電位差異,允許最大共模電壓-7~+12V。
         
        下面我們對RS-485的這些特點具體講解一下。
         
         1、抗噪聲和抗干擾性
                從圖2中可以看到,CH4為示波器探測到485的傳輸波形,CH1為串口發送端的發送波形,485將信號的幅值拉大,大大的提高了信號傳輸的抗噪聲和抗干擾性。
         
        2、傳輸速度和距離
         
                 從速度上看:伺服驅動器RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps,實際應用中可能達不到這么高的速度,尤其是在有一定傳輸距離的情況下,但是已經足夠應付大部分的應用場合了。當適當降低傳輸速率時,RS-485最大的通信距離可達約1219米,由此可見RS-485不論從速度還是傳輸距離都還是不錯的。
         
        3、通信方式
               伺服驅動器RS-485使用了半雙工的通訊方式,也即是說在同一時間內在通信總線上只能發送或者接收。這種方式雖然不像全雙工一樣可以同時收發,但最大程度的減少了通信線的數量。結合RS-485的高傳輸速率,一般應用場合下不會發生數據的擁塞或丟失。
         
        4、總線式拓撲結構
                伺服驅動器RS-485可在總線中同時連接多個驅動器和接收器,構成如圖4所示的總線拓撲結構。在一個這樣的總線上最多可以掛接32個節點。
         
        RS-485的使用?
         
                 前面我們了解到伺服驅動器RS-485只是一項電氣硬件的標準,那么要使用RS-485接口的產品,首先要滿足他的電氣要求,如有RS-485的發送器和接收器,一般現在市面上有各種此類芯片可以選用。另一方面,我們在RS-485這個物理層之上還需要有一個協議層的定義來對所收發的信息進行解析。開發者可以自己定義這種協議,但這較費時費力。
         
                 而目前應用較為廣泛的是Modbus 協議。Modbus是通信協議的一種,像漢語和英語一樣,是一種機器之間交流的語言。通過RS-485的“高速公路”,結合Modbus的“語言”,我們就可以輕松的使用RS-485接口的各類產品了。

         

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