RS485總線是工業上最常用的通信方式之一,在實際布線或使用過程中通常會出現一系列問題,今天總結一些平時RS485通訊可能會出現的通訊問題及其解決方法以供大家參考。
什么是RS485?
RS485是一種在工業控制、電力通訊、智能儀表等行業中環境中廣泛應用的通訊協議,其中RS是Recommended Standard的縮寫。RS485是1983年美國電子工業協會(Electronic Industries Association,EIA)發布的串行通信接口標準,經通訊工業協會(TIA)修訂后命名為TIA/EIA-485-A。
RS-485是針對RS-232不足的基礎上優化改進而成的,RS485具有以下的優點:
①接口電平低。RS485接口組成的半雙工網絡一般是兩線制,兩線之間的電壓差為+(2~6V)表示邏輯“1”,兩線之間的電壓差為-(2~6)V表示邏輯“0”。接口信號電平比RS232低,使接口電路的芯片不易損壞,同時與TTL電平兼容,便于與TTL電路連接。
②傳輸速率快,傳輸距離遠。RS485的數據最快傳輸速率可達10Mbps,在1200m時,傳輸速率可達100Kbps。
③抗干擾能力強。RS485采用平衡驅動器和差分接收器的組合,大大增強了其抗共模干擾能力,可以有效地抵抗電磁干擾和雷電干擾,特別適合在工業環境中確保通信的穩定性,同時,它還具有低噪聲接收器輸出,可以進一步降低誤碼率。
④支持節點多。一般支持32個節點,個別定制的485芯片可支持128甚至256個節點。
RS485通訊注意事項
在排除RS485通訊常見的問題前,一般做到以下措施可以有效地減少通信故障:
①注意通訊的距離、設備的數量以及通訊線的規格。
②RS485通訊線一般使用雙絞屏蔽線,為確保抗干擾效果好,屏蔽層最好接大地。
③如果負載過多,建議使用485HUB來增加驅動能力;如果通信距離很長,可以使用中繼器來解決問題。
④所有連接485設備的地線一定要用一根導線連接來共地,避免電勢差影響設備間的通信。
⑤485總線要采用手拉手結構,不能采用星型結構,避免產生的反射信號對通訊產生干擾。
RS485通訊聯接示意圖
⑥大多數雙絞線的特性阻抗是100~140Ω,所以在RS485的最始端和最末端要加上120Ω的電阻,防止傳輸線末端阻抗不匹配導致信號反射。
RS485常見問題及解決方法
1
RS485接收數據錯亂
可使用示波器對通訊過程中的波形進行監測顯示,通過傳輸波形的頻率、幅值及形狀可以判定通訊情況以便快速排查故障原因:
1. 檢測到的波形頻率與發送頻率是否一致。
①檢查串口助手的波特率設置和程序串口的波特率是否一致。
②考慮是否是時鐘有問題,檢查電路板上所用晶振是否與推薦電路的晶振頻率一樣。
③用萬用表測量RS485收發器芯片終端腳AB之間的電阻值是否為120Ω。特別需要注意的是有些USB轉RS485模塊的終端腳已經加上了120Ω的電阻,若在后面的RS485收發器芯片終端AB腳加120Ω電阻,會使阻抗失配導致數據異常,這時需要取掉一個120Ω電阻。
2. 檢測到的波形頻率與發送頻率一致,但有非方波成分存在或者非差分傳輸,可能是通訊線路自身抗干擾的能力不太夠。解決方法:
①檢查RS485的雙絞線屏蔽層是否接地。
②檢查RS485通信線附近是否有強電磁干擾,需要加隔離保護措施或者遠離干擾源。
③波特率是否過高,適當降低波特率看看信號有無優化,減小電纜的分布電容對信號產生的影響。
2
RS485在停止通訊時接收器依舊有數據輸出
當數據傳輸完成后,總線此時處于無源驅動狀態,AB間差分電平為0;無終端時,總線在高阻態。當外界噪聲電壓高于±200mV的信號門限時,接收器就輸出無效數據。
可以通過硬件或軟件兩個方面解決此問題,解決方法:
1. 在通訊總線的A端采用上拉,B端采用下拉以此來保證接收器輸出為固定的高電平。
2. 在通訊數據包內加幾個起始同步字節,必須在同步后才開始數據通訊的傳輸。
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