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总线内容简介RS422/485总线内容简介平衡传输RS422/485差分电平规定RS422/485总线连接方式RS422/485总线特性RS422/485/232总线特性对比RS422/485/232总线特性对比RS422/485总线抗共模干扰、EMI以及瞬时保护RS422/485总线使用注意事项RS422/485总线RS422/485总线RS‐422(EIARS‐422‐AStandard)是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。RS‐422使用差分信号,RS‐232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线发送和接收信号,对比RS‐232,它能更好的抗噪声和有更远的传输距离。在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点个很大的优点。RS‐485(EIA‐485标准)是RS‐422的改进,因为它增加了设备的个数,从10个增加到32个同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性以从10个增加到32个,同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性,以保证足够的信号电压。RS‐485是RS‐422的超集,因此所有的RS‐422设备可以被RS‐485控制。RS‐485可以用超过4000英尺(1200m)的线进行串可以被RS485控制。RS485可以用超过4000英尺(1200m)的线进行串行通行。平衡传输平衡传输RS‐422/485数据信号采用差分传输方式(也称作平衡传输):RS422/485数据信号采用差分传输方式(也称作平衡传输):TTLTTLRS-232CTTLTTLRS-423A+–RS-422A非平衡式差分传输TTLTTLRS422A+–平衡线平衡传输平衡传输RS485用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B,通常RS485用对双绞线,将其中线定义为A,另线定义为B,通常情况下,发送驱动器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中还有使能信号用于控制发送驱动器处于高阻状态RS422中没有使能端有使能信号,用于控制发送驱动器处于高阻状态。RS422中没有使能端。RS422/485差分电平规定RS422/485差分电平规定接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连:if A-B 200mV, TTL =1≥if A-B ≤-200mV, TTL =0 接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。RS422定义(DB9)RS422定义(DB9)管脚信号描述1GND地2TXA发送正有时称TX+或A2TXA发送正,有时称TX+或A3RXA接收正,有时称RX+或Y456TXB发送负,有时称TX-或B7RXB接收负,有时称RX-或Z89+9V电源9+9V电源连接器不管用什么型号,使用时信号线连接OK即可。RS422连接方式RS422连接方式RS422采用四线制ABYZ一般还有一个地线RS422采用四线制A、B、Y、Z,般还有个地线。最多可接10各节点,其中一个为主设备,其余为从设备,从设备之间不能通信,故RS422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4K,发送端最大负载驱动能力为10×4K+100(匹配电阻)。RS422部分特性RS422部分特性传输速率传输速率最大10Mb/s,100米长的双绞线上能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。最大传输距离最大约1200米/400英尺,一般在100kb/s以下才能达到最大传输距离。通信方式点对多的全向通信主多从点对多的全双工双向通信,一主多从。节点数最多10个含主设备最多10个,含主设备。端接电阻一般短距离( 300m)可以不接匹配电阻,在远距离传输时需要在传输电缆的最远端接100欧姆的匹配电阻。实际应用中匹配电阻与传输电缆的特性阻抗有关。RS485连接方式RS485是从RS422发展起来的,采用一对差分线A和B,还有一个使能信号可以使A和B处于高阻态号可以使A和B处于高阻态。RS485标准满足RS422规范,所以RS485驱动器可在RS422网络中应用。1200mABABRTRtRt120120终端电阻终端电阻使能使能RABT电源1000.5W1000.5W1000.5W电源使能使能AB大地电路地电源地电源地大地电路地ABAT使能BR使能AARAB电源1000.5W1000.5W使能T1000.5W电源AB大地电路地电源地电源地大地电路地RS485部分特性RS485部分特性传输速率传输速率最大10Mb/s,100米长双绞线上能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。最大传输距离最大约1200米/400英尺,一般在100kb/s以下才能达到最大传输距离。通信方式点对多的半向通信可多主设备点对多的半双工双向通信,可多主设备。节点数最多32个节点(对标准阻抗负载输入阻抗12K)≥最多32个节点(对标准阻抗负载,输入阻抗12K)。端接电阻一般短距离( 300m)可以不接匹配电阻,在远距离传输时需要在传≥输电缆的两端接120欧姆的匹配电阻。实际应用中匹配电阻与传输电缆的特性阻抗有关。RS422/485/232总线对比RS422/485/232总线对比规定RS232RS422RS485工作方式单端差分差分节点数1收,1发1发10收1发32收最大传输距离米米米最大传输距离15米1200米1200米最大传输速率200kb/s10Mb/s10Mb/s最大驱动输出电压+/‐25V-0.25~+6V-7V~+12V输出信号电平(带载最小)+/‐5V~+/‐15V+/‐20V+/‐15V输出信号电平(带载最小)+/‐5V+/‐15V+/2.0V+/1.5V输出信号电平(空载最大)+/‐25V+/‐6V+/‐6VRS422/485/232总线对比RS422/485/232总线对比规定RS232RS422RS485驱动器负载阻抗(Ω)3K~7K10054/120摆率(最大值)30V/μsN/AN/A接收输电围接收器输入电压范围+/‐15V‐10V~+10V‐7V~+12V接收器输入门限+/‐3V+/‐200mV+/‐200mV接收器输入阻抗3K~7K4K(最小)≥12K驱动器共模电压N/A3V~+3V1V~+3V驱动器共模电压N/A‐3V~+3V‐1V~+3V接收器共模电压N/A‐7V~+7V‐7V~+12VRS422/485总线网络安装注意点RS422/485 总线网络安装注意点RS422可支持10个节点RS485支持32个节点多节点构成网络时网RS‐422可支持10个节点,RS‐485支持32个节点,多节点构成网络时网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形网络。在构建网络时,应注意如下几点:网络时,应注意如下几点:1、布线时应该尽量使用一条单一的连续的信号通道作为总线,从总线到节点的引出线尽量短,以便使信号在各支路末端反射后与原信号的叠线到节点的引出线尽量短以便使信号在各支路末端反射后与原信号的叠加对总线信号的影响最低。2、总线在布线时,应避免与动力线系统电源线靠近且平行布置,尽量与其距离远一些布置。3、整个系统中尽量使用一种电缆;各收发器应尽量均匀的分布于总线上,不能某一段总线上安装过多的收发器,或过长的分支引入到总线。注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。RS422/485 总线网络安装注意点/总线网络安装注意点实际应用中常见的一些错误连接方式(a,b,c)和确的连接方式正确的连接方式(d,e,f)。a,b,c这三种网络连接尽管不正确在短距离低速管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。RS422/485传输匹配/传输匹配对RS422与RS485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配但在短距对RS-422与RS-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。那么在什么情况下不用考虑匹配呢?理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握,美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483输出信号的上升或下降时间最小为250ns,典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns(24AWGPVC电缆),那么只要数据速率在250kb/以内电缆长度不超过16米采用MAX483作那么只要数据速率在250kb/s以内、电缆长度不超过16米,采用MAX483作为RS-485接口时就可以不加终端匹配。RS422/485传输匹配/传输匹配般终端匹配采用终接电阻方法S422在总线电缆的远端并接电阻一般终端匹配采用终接电阻方法,RS-422在总线电缆的远端并接电阻,RS-485则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。终接电阻一般在RS-422网络中取100Ω,在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻,因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100~120Ω。这种匹配方法简单有效。但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。RS422/485传输匹配/传输匹配另外种比较省电的匹另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配,如右图。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。RS422/485传输匹配/传输匹配还有种采用极管还有一种采用二极管的匹配方法,如右图。这种方案虽未实现真正的“匹配”,但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号,达到改善信号质量的目的。节能效果显著。RS422/485的网络介质/的网络介质S422/48网络的传输介质般选用双绞线在环境干扰比较大的时RS422/485网络的传输介质一般选用双绞线,在环境干扰比较大的时候,可以选用带屏蔽的双绞线,屏蔽层应在网络的源端单点接地,可有效地防止外界干扰。总线到节点的引出可以使用以太网上经常使用的二分口,也可以考虑直接将两个直接相连的RJ45插座做到采集板上。当RS485网络节点数量增加,(32)或通讯距离超过1200m时,应在网络中适当地加入RS485中继器(最好是隔离型的),以保证网络的通信顺畅。另外,可以同时利用双绞线的空闲线路来传电源和地,这样即解决了采集板的供电问题,又解决了485网络中共模干扰的问题。RS422/485的接地不当之共模干扰/的接地不当之共模干扰很多情况下,连接RS-422、RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞很多情况下,连接RS422、RS485通信链路时只是简单地用对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的但却埋下了很大的隐患这有下面连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有下面二个原因:1共模干扰问题RS422与RS485接口均采用差分方式传输信号方1.共模干扰问题:RS-422与RS-485接口均采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,如RS-422共模电压范围为-7~+7V,而RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。RS422/485的接地不当之共模干扰/的接地不当之共模干扰分析:接收端
本文标题:RS422-485简介
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