Question

RS485网络时除了两根数据通信

按照RS485的电气规范，组建RS485网络时除了两根数据线外，应该还要一根连接线连接RS485接口的电气地，只有这样数据线上的电流才能形成回路。 而实际使用中，很多厂家（包括一些有名的大厂）的设备上（包括很多厂的RS232/RS485转换模块）的RS485口却只有A、B两根数据线接线端子（也没有接地端子）。 我想问的是这样如何形成回路，这样的接口是不是不规范？

Answer 1

你都不知道什么是RS485通讯，485通讯只要A、B连根数据线就可以了。RS232才要三根线。

智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。
1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。 　　2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。 　　3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。 　　4. RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。
RS232使用12V,0,-12V电压来表示逻辑，（-12V表示逻辑1，12V表示逻辑0），全双工，最少3条通信线（RX,TX,GND），因为使用绝对电压表示逻辑，由于干扰，导线电阻等原因，通讯距离不远，低速时几十米也是可以的。 　　RS422，在RS232后推出，使用TTL差动电平表示逻辑，就是两根的电压差表示逻辑，RS422定义为全双工的，所以最少要4根通信线（一般额外地多一根地线），一个驱动器可以驱动最多10个接收器（即接收器为1/10单位负载），通讯距离与通讯速率有关系，一般距离短时可以使用高速率进行通信，速率低时可以进行较远距离通信，一般可达数百上千米。 　　RS485，在RS422后推出，绝大部分继承了422，主要的差别是RS485可以是半双工的，而且一个驱动器的驱动能力至少可以驱动32个接收器（即接收器为1/32单位负载），当使用阻抗更高的接收器时可以驱动更多的接收器。所以现在大多数全双工485驱动/接收器对都是标：RS422/485的，因为全双工RS485的驱动/接收器对一定可以用在RS422网络。

Answer 2

在进行嵌入式系统开发时，微处理器要与不同的设备实现互连，这就需要建立统一的通信总线标准。通信总线可分为并行总线和串行总线，并行通信速度快、实时性好，但占用的口线多，不宜于小型化产品的开发；串行通信速率虽低，但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中显得更加简易、方便、灵活。串行通信总线的种类繁多，文中就当前嵌入式系统开发中最常用的RS485总线的通信可靠性做分析，希望对设计者有所帮助。

1 RS485标准

RS485是串行数据接口标准，由电子工业协会(EIA)制订并发布的，它是在RS-422基础上制定的标准，RS一485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：接收器的输入电阻Rin≥12 kΩ；驱动器能输出±7 V的共模电压；输入端的电容≤50 pF；在节点数为32个，配置了120 Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1．5 V(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)；接收器的输入灵敏度为200 mV(即(V+)一(V一)≥0．2 V，表示信号“0”；(V+)一(V一)≤一0．2 V，表示信号“l”)因为RS一485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，使得EIA RS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。

2 RS485数据传输的可靠性

RS485总线属于外部总线，外部总线用于与外部设备进行信息和数据交换，是设备级的。

RS一485标准所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。然而在实际应用中，往往分散控制单元数量较多、分布较远、现场存在各种干扰，使得通信的可靠性不高。为了提高RS一485总线在实际应用中的可靠性，应注意以下几个问题。

2．1 阻抗匹配

RS一485的信号线应考虑阻抗匹配问题，所谓阻抗匹配即信号线的负载应与信号线的特性阻抗相等。特性阻抗与信号线的宽度、与地线层的距离以及板材的介电常数等物理因素有关，是信号线的固有特性。阻抗不匹配将引起传输信号的反射，使数字波形产生振荡，造成逻辑混乱。由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120 Ω左右，所以线路设计时，在RS一485网络传输线的始端和末端各应接1只120 Ω的匹配电阻，如图1所示，以减少线路上传输信号的反射。

2．2 失效保护

RS一485标准规定接收器门限为±200 mV。这样规定能够提供比较高的噪声抑制能力，但同时也带来了一个问题：当总线电压在±200 mV中间时接收器输出状态不确定。由于UART以一个前导“0”触发一次接收动作，所以接收器的不确定状态可能会使UART错误地接收一些数据，导致系统误动作。当总线空闲、开路或短路时都有可能出现两线电压差低于200 mV的情况，必须采取一定措施避免接收器处于不确定状态。传统的做法是给总线加偏置，当总线空闲或开路时，利用偏置电阻将总线偏置在一个确定的状态(差分电压≥200 mV)，但这种方法仍然不能解决总线短路时的问题。Maxim公司的MAX3080系列S485接口芯片将接收门限移到一200 mV／一50 mV，巧妙地解决了这个问题。不但省去了外部偏置电阻，而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。

2．3 地线与接地

电子系统的接地是一个非常关键而又常常被忽视的问题，接地处理不当经常会导致不能稳定工作甚至危及系统安全。对于RS一485网络来讲也是一样，没有一个合理的接地系统可能会使系统的可靠性大打折扣。一个典型的错误观点就是认为RS一485通信链路不需要信号地，而只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。这种处理方法在某些情况下也可以工作，但给系统埋下了隐患，主要有以下方面的问题：

共模干扰问题。

RS一485接口采用差分方式传输信号，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。但应该注意的是，收发器只有在共模电压不超出一定范围(一7~+12 V)的条件下才能正常工作。当共模电压超出此范围就会影响通信的可靠，直至损坏接口。如图2所示，当发送器A向接收器B发送数据时，发送器A的输出共模电压为VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差VGPD。那么，接收器输入端的共模电压就会达到VCM=VOS+VGPD。RS一485标准规定VOS≤3 V，但VGPD可能会有很大的幅度(十几伏甚至数十伏)，并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入VCM超出正常范围，并在信号线上产生干扰电流，轻则影响正常通信，重则损坏接口。

Answer 3

是的，国际标准是要接3根线的。不然会有电位差，而且容易烧火串口。 如果实在不行，接机壳，大地都可以，但是不能不接。

Answer 4

加个地可以起到防雷的作用，但一般只在设备上加就可以，一般都不专门加一根地线

Answer 5

　　RS485和以太网不同的。 RS485是总线类型的，各个节点通过ID来区分，所以，传送的数据很多（很理解的信号很多），但是两根线（信号线）就够用了。
　　这是RS45总线传输的方便性。
　　需要有一个MCU来管理下面的传输顺序，当上位机接收数据包的时候，不允许发送；当上位机发送数据包的时候，不允许接收；
　　每个大的数据包都有很多小的数据包（总线上有多少个信号）组成，按照一定的顺序，遵循相关通讯协议，与上位机进行数据交换。