RS485是美国电子工业协会(EIA)在1983年批准的一个新的平衡传输标准,也称作差分。
RS485总线通常采用两线间的电压差为+2V到+6V表示逻辑1,以两线间的电压差为-2V到-6V表示逻辑0。
这种总线以其差分传输方式而闻名,发送端在两条信号线上传输辐值相等,相位相反的电信号,接收端在对接收的两条信号线做减法运算,这样就能获得信号翻倍的信号。
RS485总线通常采用终端匹配的总线型结构,即一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。
如果需要使用星型结构就必须适用485中继器或485集线器。RS-485总线一般支持32个节点,如果特质的485芯片可以达到128或256个节点,最大支持400个节点。
RS485传输标准主要有以下特点:
- 接口电平低,不易损坏芯片:RS485的电气特性表现为逻辑“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-2V到-6V表示。这种接口信号电平比RS232降低了,因此不易损坏接口电路的芯片,同时也与TTL电平兼容,方便与TTL电路连接。
- 传输速率高:在短距离(10米)时,RS485的数据最高传输速率可达35Mbps,而在长距离(1200米)时,其传输速度可达100Kbps。
- 抗干扰能力强:RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,这种结构可以增强抗共模干扰能力,即抗噪声干扰性好。
- 传输距离远:RS485总线在传输距离上可以达到1200米以上(速率为100Kbps时),如果使用特制的485芯片,传输距离甚至可以达到128个或者256个节点。
- 支持节点多:RS485总线一般最大支持32个节点,但是如果我们使用特质的485芯片,节点数可以达到128个或者256个,甚至最大的可以支持到400个节点。
以下是一个简单的RS485通信的示例,使用MAX485芯片和Arduino开发板。
所需材料:
- MAX485芯片
- Arduino开发板
- RS485串口通信线
- 100欧姆电阻
- 杜邦线
连接方式:
- 将MAX485的TXD、RXD、DE、RE分别接到Arduino的数字口D0、D1、D2和GND。
- 将MAX485的DE端通过一个100欧姆的电阻连接到A和B端。
Arduino程序:
#include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX void setup() { Serial.begin(9600); //波特率pinMode(2, OUTPUT); //引脚2输出digitalWrite(2, LOW); // 设置初始状态为接收模式 ,低电平pinMode(8, OUTPUT); digitalWrite(8, HIGH); // DE 端设置为高电平,启用接收器 } void loop() // run over and over 重复执行 { if (mySerial.available()) { Serial.write(mySerial.read()); // 从MAX485读取数据,并将其写入主串口 } if (Serial.available()){ mySerial.write(Serial.read()); // 从主串口读取数据,并将其写入MAX485 } }
上述示例是一个基本的RS485通信示例,通过MAX485芯片和Arduino开发板实现了简单的数据收发。在实际应用中,需要根据具体的需求和应用场景进行相应的调整和优化。
RS485通信协议在多个领域有广泛的应用,如工业自动化、物联网、智能家居等。
在工业自动化领域,RS485通信协议常被用于连接PLC、传感器、执行器等设备,实现设备之间的数据交换和控制。通过RS485通信协议,可以实现工业自动化系统的高效、可靠、稳定地运行,从而提高生产效率和产品质量。
在物联网领域,RS485通信协议被用于连接传感器、智能设备等,实现设备之间的数据交换和控制。通过RS485通信协议,可以实现物联网系统的高效、可靠、稳定地运行,从而提高生活质量和工作效率。
在智能家居领域,RS485通信协议被用于连接智能设备、家庭安防系统等,实现设备之间的数据交换和控制。通过RS485通信协议,可以实现智能家居系统的高效、可靠、稳定地运行,从而提高居住舒适度和安全性。
总的来说,RS485通信协议在多个应用场景中都发挥了重要作用,为各类系统的稳定运行提供了可靠的通信保障。
以下是几个RS485应用协议的实例:
- Modbus协议:Modbus是一种串行通信协议,被广泛应用于工业自动化领域。它采用RS485或RS232串行接口,支持主从通信方式,可以实现多个设备之间的数据交换和控制。
- Profibus协议:Profibus是一种国际标准的现场总线协议,被广泛应用于工业自动化领域。它采用RS485或光纤接口,支持主从通信方式,可以实现多个设备之间的数据交换和控制。
- EtherNet/IP协议:EtherNet/IP是一种工业以太网协议,被广泛应用于工业自动化领域。它采用以太网接口,支持主从通信方式,可以实现多个设备之间的数据交换和控制。
- Zigbee协议:Zigbee是一种低速率的无线通信协议,被广泛应用于物联网领域。它采用无线电信号进行通信,支持星型、树型、网状等多种网络拓扑结构,可以实现多个设备之间的数据交换和控制。
- bacnet协议:bacnet是一种应用于楼宇自动化的通信协议,被广泛应用于智能家居领域。它采用以太网或串行接口进行通信,支持主从通信方式,可以实现多个设备之间的数据交换和控制。
RS485的数据格式一般可以分为以下几个部分:
- 起始位:数据传输的开始标志,通常为一位,0表示开始传输数据。
- 数据位:传输的主要数据内容,可以包含5至8位,根据实际需要可变长度。
- 奇偶校验位:用于数据传输的错误检测,通常为1位,用于判断数据位中1的个数是否为偶数。
- 停止位:数据传输结束标志,通常为1位或2位,0表示传输结束。
- 空闲位:在数据传输前或结束后,用来等待总线稳定的特殊位。
具体来说,RS485的数据格式如下:
- 起始位:由主机发出,主机检测到总线处于空闲状态后,发送起始位。
- 数据位:从机发送数据给主机,主机接收到数据后根据协议进行解析。
- 奇偶校验位:从机发送完数据后,会计算数据中1的个数,并根据协议确定校验位是0还是1。
- 停止位:主机接收到数据后,会发送停止位表示接收完成。
- 空闲位:在数据传输结束后,主机和从机都会发送空闲位,直到总线状态稳定。
需要注意的是,RS485协议中数据位的长度和校验位的长度都是可变的,具体长度取决于协议的设定。同时,RS485协议还可以采用多种校验方式,例如偶校验、奇校验等。
RS485的数据位长度是可以根据协议和设备的需要进行设置的,通常在5位到8位之间可变。
一些常见的设置包括:8位数据位、无校验位、1位停止位;8位数据位、奇校验、1位停止位;8位数据位、偶校验、1位停止位;5位数据位、无校验位、1位停止位等。
如果需要进行更长的数据传输,可以在协议中规定更长的数据位数,例如在某些工业控制系统中,可能会有12位、16位等更长的数据位。
需要注意的是,如果数据位的长度发生变化,那么校验位和停止位的长度也会相应地变化,需要根据协议规定进行设定。
图片材料来源:RS-485接口是什么? (choseal.net.cn)