RS-485工业接口的设计应用指南

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RS-485工业接口的设计应用指南
作为上世纪80年代早期批准的一个平衡传输标准，RS-
485似乎已成为工业界永不过时的接口标准。关于它的文献有很多，但对于很少接触接口
设计的系统工程师而言，如此海量的文献就有些让人吃不消了。

本文旨在讨论RS-
485标准的主要内容，为初接触它的设计师提供入门指南。研究文末参考的一些附加应用
笔记可进一步帮助设计师在最短的时间内完成一套可靠的数传设计。

RS-485标准的用途

RS-
485只定义了用于平衡多点传输线的驱动器和接收器的电特性，因此很多更高层标准都将
其作为物理层引用。

网络拓扑

总线节点以菊花链或总线拓扑方式联网。(见图1)也就是说，每个节点都通过很短的线头
连接到主线缆。该接口总线通常设计为用于半双工传输，也就是说它只用一对信号线，
驱动数据和接收数据只能在不同时刻出现在信号线上。

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图1：RS-485总线结构(左)与半双工总线结构(右)。

这就需要通过方向控制信号(例如驱动器/接收器使能信号)控制节点操作的协议，以确保
任何时刻总线上都只能有一个驱动器在活动，而必须避免多个驱动器同时访问总线导致
总线竞争。

信号电平

RS-485驱动器必需在54的负载上提供最小1.5V的差分输出，而RS-
485接收器则必需能检测到最小为200mv的差分输入(见图2)。这两个值为可靠数据传输提
供了足够的裕度，即便信号经过线缆和连接器发生严重衰减时亦如此。而稳健性正是RS
-485适用于噪声环境的长距离联网的主要原因。

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图2：RS-485规定的最小总线信号电平。

线缆类型

在双绞线上传送差分信号为RS-
485应用带来了很大好处。这是因为外部噪声源产生的噪声总是等量耦合进两根信号线中
，属于共模噪声，而这能在差分接收器的输入处就被抑制掉。

工业用RS-
485线缆是特性阻抗为120和