本帖最后由 Nino 于 2023-3-9 09:56 编辑
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口，由于工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误。除此之外，RS232接口只能实现点对点通信，不具备联网功能，最大传输距离也只能达到几十米，不能满足远距离通信要求。
而RS485则解决了这些问题，数据信号采用差分传输方式，可以有效的解决共模干扰问题，最大距离可以到1200米，并且允许多个收发设备接到同一条总线上。
在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方：
1、接口的信号电平值较高，达到十几V，容易损坏接口电路的芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。
2、传输速率有局限，不可以过高，一般到几十Kb/s就到极限了。
3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。
4、传输距离有限，最多只能通信几十米。
5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。
针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，例如RS485、
Modbus等一系列接口标准，然而RS485就是其中之一，他具备以下的特点：
1、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介绍了差分输入的好处，最大的优势是可以抑制共模干扰。
尤其工业现场的环境比较复杂，干扰比较多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干扰。
而RS485就是一种差分通信方式，它的通信线路是两根，通常用A和B或者D+和D-来表示。
逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示，是一种典型的差分通信。
2、RS485通信速度快，最大传输速度可以达到10Mb/s以上。
3、RS485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。
4、传输距离最远可以达到1200米左右，但是他的传输速率和传输距离是成反比的，只有在100Kb/s以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。
5、可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。
RS485的接口非常简单，和RS232所使用的MAX232是类似的，只需要一个RS485转换器，就可以直接和我们单片机的UART串行接口连接起来，并且完全使用的是和UART一致的异步串行通信协议。但是由于RS485是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信。那我们如何判断什么时候发送，什么时候接收呢？
RS485通信介绍
RS-485：半双工、（逻辑1：+2V–+6V 逻辑0：-6V—2V）这里的电平指AB 两线间的电压差。
一、 基本电路实现
1、基础的RS485电路
需要控制RE/DE（cn）来控制485状态的切换,一般连在一起用io口控制。当cn为低时485处于接收状态；当R/D为高时485处于发送状态。
RO和TTL电平的UART_RX（或模拟串口的RX）相连，DI和TTL电平的UART_TX（或模拟串口的TX）相连。
当cn为低R0有效，处于接收模式：A>B(AB数据为1)，则R0为高电平（R0为1）。
A<B(AB数据为0)，则R0为低电平（R0为0）。
当cn为高RO高阻，处于发送模式：DI为高时（DI数据1），（强制使A>B）即（AB为1）。
DI为低时（DI数据0），（强制使A<B）即（AB为0）。
总结：TX发啥数据，AB接收啥数据。AB发啥数据RX接收啥数据。
二、 带隔离RS-485电路
使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS485收发器提供+5V电源。电路中的光耦器件速率会影响RS485电路的通信速率。上图中选用了NEC的光耦PS2501，受其影响，该电路的通讯速率控制在19200bps下。
三、自动切换电路
上图中，TX,RX引脚均需要上拉电阻，这一点特别重要。
接收：默认没有数据时，TX为高电平，三极管导通，RE为低电平使能，RO收数据有效，MAX485为接收态。
发送：发送数据时，TX会先有一个下拉的电平（起始位-由高向低），表示开始发送数据，此时三极管截止，DE为高电平发送使能。当发送数据“0”时，由于DI接口相当于接地，此时数据“0”就会传输到AB扣，A-B<0，则传输“0”，完成低电平传输，当发送“1”时，此时三极管导通，按理说RO会使能，此时由于还处于发送数据中，这种状态下MAX485处于高阻太，此时的状态通过A上来，B下拉电阻决定，此时A-B>0传输“1”，完成高电平的传输。
注意：这里面有个疑惑，发送数据“1”，三极管RE低电平有效，应该是接收使能，为什么芯片是高阻态呢？这是因为UART发送数据是有一定格式的，TX和RX数据均以“位”为最小单位进行传输，在发送数据之前，UART之间要约定好数据传输速率，即波特率，数据传输格式（数据位，校验，停止），平时数据线处于空闲状态（1状态），当发送数据时，TX由“1”变为“0”维持1位的时间，这样接收方检测到开始位后，再等待1.5位时间就开始一位一位的进行数据传输了，也就是说，已经确定好发送状态，电路发送“1”时RE虽然有效，但是由于它处于发送阶段，芯片也不会收，即芯片处于高阻状态。
RS485通信接线
为了有效抑制干扰，一般采用屏蔽双绞线作为通信介质，例如西门子的Profibus DP电缆：
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