RS-485接口介绍

RS-485是目前最常用的串行通信接口。 由于具有良好的抗噪声干扰、传输距离远和多站连接能力等特点，成为工业应用中首选的串行接口。

说到RS-485，就不得不提RS-232。 RS-232接口标准出现较早。 由于在传输速率和传输距离等特性上存在诸多不足，后来又推出了RS-485，可以说是RS-232的升级版。

RS-485接口特性

1、RS-485的电气特性：逻辑“1”表示为两线电压差为+（2-6）V； 逻辑“0”由两条线之间的电压差表示为 - (2-6) V。 接口信号电平低于RS-232，不易损坏接口电路芯片，电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2、RS-485的最大数据传输速率为。

3、RS-485接口是平衡驱动器和差分接收器的组合，增强了抗共模干涸的能力，即具有良好的抗噪声干扰能力。

4、RS-485接口最大传输距离标准值为4000英尺，实际可达3000米。 另外，RS-232接口只允许一个收发器连接到总线上，即单站能力。 RS-485 接口允许在总线上连接多达 128 个收发器。 也就是说，它具有多站能力，使用户可以轻松地通过一个RS-485接口建立一个设备网络。

RS-485 布线施工注意事项

485总线以其布线简单、稳定可靠等特点被广泛应用于视频监控、门禁对讲、楼宇报警等各个领域。 现在总结了一些常见的考虑因素。

● 接线必须是多股屏蔽双绞线，多股是为了备用，屏蔽是为了特殊情况调试，双绞线是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞线最好抗干扰性能。

● 由于RS-485接口组成的半双工网络一般只需要两根线，所以RS-485接口采用屏蔽双绞线传输。 485+和485-数据线必须是双绞线。 不使用双绞线是极其错误的。 485总线必须是手拉手总线结构，坚决杜绝星形连接和叉形连接。 交流电源和设备机箱必须真正接地并良好接地。 有很多地方表面上有三角插座，但实际上根本没有接地。 注意接地良好，能保证设备在被雷击及浪涌积累静电时能与设备配合先进的防雷设计更好的释放能量，保护485总线设备及相关芯片不受损坏，并避免带强电行走，以免受到强电干扰。

● 市面上有很多设备使用RS232 接口和RS485 接口。 如果有一个232接口的设备要和一个485接口的设备通讯，需要一个转换器将232接口设备的232信号转换成485信号，然后再和485接口设备通讯，所以RS232转RS485转换器成为485总线系统的标准配置。

● RS232转RS485转换器分为无源型、有源防雷型和有源防雷光隔离型。 无源485转换器采用串口窃电技术供电，但由于体积小，很多保护电路无法安装，导致对485设备和电脑的保护效果不佳。 由于串口窃取技术，供电不足，导致负载小。 有源转换器除了实现232和485的转换外，还能保证两者之间的电气隔离！ 因为485线往往比较长，线路上有干扰，所以即使采取隔离措施后485线上有干扰，也不会影响RS232接口。

● 485 信号线不能与电源线走在一起。 在实际施工中，由于布线全部走管道，施工方有时为了看图方便，直接将485信号线和电源线绑在一起，因为强电的强电磁信号对弱电有干扰，从而485信号不稳定，通讯不稳定。

● 您可以选择使用普通的CAT5e 屏蔽双绞线，即网线。 由于原材料价格上涨，市场上的线材良莠不齐。 一些不法商家用一些合金代替铜线做网线，并在外面镀铜来迷惑顾客。 具体区别方法：看网线截面，如果是铜色就是铜线，如果是白色就是伪劣合金。 合金一般比较脆，容易折断，导电性远不如铜线，在工程施工中很容易出现问题。 一般建议选择标准的485线，即屏蔽双绞线。 传输线并不是像网线那样是单股铜线，而是多股铜线绞合在一起形成一根线，这样即使是一根细小的铜线断了也不会影响整体使用。

● 485布线可以借助485集线器和485中继器任意排列成星形布线和树形布线。 485接线规范是必须手拉手的接线。 一旦485集线器和485中继器没有直接星形连接或树形连接布置，很容易造成信号反射，造成总线不稳定。 很多施工方在485布线过程中采用星形布线和树形布线。 有时整个系统很稳定，但有时总是出问题，而且很难找到原因。 一般是布线不规范造成的。 造成的。

● 485总线必须接地。 在很多技术文档中都提到485总线必须接地，但是具体如何接地却没有详细说到。 严格来说，485总线必须单点可靠接地。 单点是指整条485总线上只能有一个点接地，不能多点接地，因为接地是因为地线上的电压（通常用屏蔽线做地线）必须保持一致以防止共模干扰，如果多点接地则适得其反。 可靠接地时，整条485线的地线必须接触良好，以保证电压一致，因为在实际施工中，为了接线方便，将线剪成多段再连接，而屏蔽线并没有做好相连，所以地线分成多段，电压不能保持一致，造成共模干扰。

RS-485芯片选型心得

RS-485接口已广泛应用于工业控制、仪器仪表、多媒体网络、机电一体化产品等众多领域。 可用于RS-485接口的芯片种类越来越多。 如何在种类繁多的接口芯片中找到最适合自己的芯片，是摆在每一位用户面前的难题。 RS-485接口在不同的使用场合对芯片有不同的要求和使用方法。 用户在选择芯片和电路设计时应该考虑哪些因素，下面将给出这方面的一些经验总结。

节点数

所谓节点数是指每个RS-485接口芯片的驱动器可以驱动多少个标准RS-485负载。 按照规定，标准RS-485接口的输入阻抗≥12kΩ，对应的标准驱动节点数为32个。为了适应节点较多的通信场合，部分芯片的输入阻抗设计为1/2负载（≥24kΩ）、1/4负载（≥48kΩ）甚至1/8负载（≥96kΩ），对应的节点数可以增加到64个、128个、256个，如下图所示一些常见芯片的节点。

半双工和全双工

RS-485接口可连接成半双工和全双工通信方式。 半双工通信的芯片有、、、、MAX 1487、、等； 全双工通信的芯片有、、~等。

（半双工通信方式）

（全双工通信方式）

防雷击、防静电冲击

RS-485接口芯片在使用、焊接或设备运输过程中可能会被静电损坏。 在传输线架设在室外的场合，接口芯片甚至整个系统都可能遭受雷击。 选择抗静电或抗雷击芯片可以有效避免此类损失。 尤其是它不仅能抵抗雷电冲击，还能承受高达8kV的静电放电冲击。

有限的斜坡驱动

由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射，有效信号和无效信号会叠加在传输线上，严重时会导致通信无法正常进行。 为了解决这个问题，有些芯片的驱动器设计了斜率限制，使输出信号的边沿不会太陡，以免在传输线上产生过多的高频成分，从而有效抑制干扰的产生。 如等都有这个功能。

故障保险

部分RS-485芯片采用故障保护技术，如，~。 什么是故障保护，为什么会有故障保护，如果没有故障保护会怎样？

众所周知，RS-485接口采用差分传输方式，各节点之间的通信是通过一对（半双工）或两对（全双工）双绞线作为传输介质。 根据RS-485标准，接收器的接收灵敏度为±200mV，即当接收端差分电压大于等于+200mV时，接收器输出高电平； 小于或等于-200mV时，接收器输出低电平； ±200mV 之间，接收器输出是不确定的。 当总线空闲时，即传输线上的所有节点都处于接收状态，而当传输线开路或短路时，如果不采取特殊措施楼宇自控总线未来，接收端可能输出高电平或低电平等级。 一旦某个节点的接收器产生低电平，串行接收器（UART）将无法找到起始位，从而导致通信异常。 有两种方法可以解决这个问题：

(1)使用带故障保护的芯片，在总线开路、短路和空闲时，会使接收器输出高电平。 通过改变接收器输入阈值来保证接收器在总线空闲和短路时输出高电平。 例如~MAX 3089输入灵敏度为-50mV/-200mV，即当差分接收器输入电压UA－B≥-50mV时，接收器输出逻辑高电平； 如果UA－B≤-200mV，接收器输出逻辑低电平。 当接收器输入端的总线短路或总线上的所有发送器都被禁用时，接收器差分输入为 0V，导致接收器输出为高电平。 同理灵敏度为0mV/-300mV，从而达到故障保护的目的。

(2) 如果你使用的是没有故障保护的芯片，比如等，可以在软件上做一些处理，避免通讯异常。 即在进入正常数据通信之前，主机会预先驱动总线大于+200mV，并保持一段时间，使所有节点的接收器产生高电平输出。 这样，在发送有效数据时，所有接收方都能正确接收到起始位，进而接收到完整的数据。

RS-485应用的一些小经验

1、发送和接收的时机不匹配：

485是半双工通信，发送和接收的切换需要一定的时间，所以一般发送和接收之间都要有相应的延时，每帧数据发送完之后。 如果一帧数据后出现误码，可以适当增加延迟时间看问题是否解决。

2、R0接上拉电阻：

异步通信数据以字节为单位传输。 在传输每个字节之前，需要一个低电平起始位来实现握手。 为防止干扰信号误触发RO（接收端输出）负跳变，使接收端MCU进入接收状态，建议RO外接10kΩ上拉电阻。

3、合理选用芯片。

例如，为了防止外部设备受到强电磁（雷）影响，建议使用TI等防雷芯片，如果需要更多节点可以使用SIPEX芯片。 另外，我们通过实验发现，ADI的非隔离485芯片和隔离芯片在多节点和防雷方面的表现也非常出色。

维护RS-485的常用方法

1）如果系统完全瘫痪，多半是某节点芯片的VA、VB击穿供电。 用万用表测量VA和VB之间的差模电压为零，而对地共模电压大于3V。 这时，可以通过测试检查共模电压。 共模电压越大，离故障点越近，反之越小；

2) 总线连续几个节点不能正常工作。 它通常是由其中一个节点的故障引起的。 一个节点故障会导致相邻的2~3个节点（一般是-up）无法通信，所以它们一一脱离总线。 如果一个节点脱离后总线能恢复正常，说明该节点有故障；

3）采用集中供电的RS-485系统，上电时经常会出现部分节点异常，但每次都不完全一样。 这是由于RS-485收发控制端TC设计不合理，导致微系统上电时节点收发状态混乱，造成总线拥塞。 改进的方法是在每个微系统上加一个电源开关，然后分别上电；

4) 系统基本正常，但偶尔会出现通讯故障。 通常，由于网络建设不合理，系统的可靠性至关重要。 最好改一下接线或者加个继电器模块。 应急方法之一是用性能更好的芯片更换故障节点；

5）由于MCU故障，TC端处于长发状态，总线被拉死。 提醒读者不要忘记查看TC端。 RS-485虽然规定差模电压大于200mV，但可以正常工作。 但实测：运行良好的系统差模电压一般在1.2V左右（由于网络分布和速度的不同，差模电压可能在0.8~1.5V范围内）。

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一、CAN总线和RS485总线介绍

CAN总线：

CAN总线（k）是德国博世公司于1980年代开发的一种用于汽车电子控制系统的串行数据通信协议，特别适用于分布式控制或实时控制。 其应用范围从高速网络到低成本分布式控制系统。

RS485总线：

RS485标准是美国EIA（电子工业协会）发布的串行通信协议。 与标准信号相比，它具有更远的传输距离、更快的速度和更好的抗干扰性能，被广泛应用于各个工业、楼宇、能源等领域。 在实际应用中，很多工业控制设备（如PLC）都带有RS-485接口。 因此，有必要设计CAN总线与RS485总线之间的通信接口电路。

二、CAN总线和RS485总线的特点

CAN总线特点：

1、国际标准工业级现场总线，传输可靠，实时性高；

2、传输距离远（可达10Km），传输速率快（可达1MHz bps）；

3、单条总线最多可连接110个节点，节点数量可轻松扩展；

4、多主站结构，各节点地位平等，便于区域组网，总线利用率高；

5、实时性高，无损总线仲裁技术，对高优先级节点无延迟；

6、故障的CAN节点会自动关机，切断与总线的连接，不影响总线的通讯；

7、报文采用短帧结构，具有硬件CRC校验，干扰概率小，数据误码率极低；

8、自动检测消息发送成功与否，硬件自动重发，传输可靠性高；

9、硬件报文过滤功能，只接收必要的信息，减轻CPU负担，简化软件编译；

10、通讯介质可以是普通双绞线、同轴电缆或光纤等；

11、CAN总线系统结构简单，具有极高的性价比。

RS485接口标准特性：

1、RS-485的电气特性：逻辑“1”表示为两线电压差为+（2-6）V； 逻辑“0”由两条线之间的电压差表示为 - (2-6) V。 接口信号电平低于RS-232-C，不易损坏接口电路芯片，电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2、RS-485的最大数据传输速率为。

3、RS-485接口是平衡驱动器和差分接收器的组合，增强了抗共模干涸的能力，即具有良好的抗噪声干扰能力。

4、RS-485接口最大传输距离标准值为4000英尺，实际可达3000米。 另外，RS-232-C接口只允许总线上连接一个收发器，即单站能力。 RS-485 接口允许在总线上连接多达 128 个收发器。 也就是说，它具有多站能力，使用户可以轻松地通过一个RS-485接口建立一个设备网络。 但任何时候都只有一台发射器可以在RS-485总线上进行发送。

5、由于RS-485接口抗噪声干扰好，传输距离远，多站能力强，成为首选的串行接口。

6、由于RS485接口组成的半双工网络一般只需要两根连线，所以RS485接口采用屏蔽双绞线传输。

最后总结

CAN总线是目前应用最广泛的现场总线之一，而RS-485总线是常用的串行总线，两者相互转换具有很高的实用价值。 本文设计的CAN-RS485通信接口电路能够很好地解决这两种串行数据总线之间的相互转换问题楼宇自控通信总线系统，并已成功应用于某地区的智能交通控制系统。

以上就是今天为大家介绍的CAN总线和RS485接口标准的特点，希望对大家有所帮助，感谢阅读！

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