RS485应用所遇到的问题和维护总结一下
13:58:15来源: dzsc 关键字：&&&&
应用的一些小经验
1、收发时序不匹配
RS485是半双工的通信，收发转换是需要一定的时间的，所以一般在收发转换之间，和每发送完一帧数据之后，都要有相应的延时，如果出现收发不正常、或第一帧数据之后就出现误码现象，则可以适当的增加一下延时时间，再看问题是否解决。
2、 R0接上拉电阻
异步通信数据以字节的方式传送，在每一个字节传送之前，先要通过一个低电平起始位实现握手。为防止干扰信号误触发RO（接收器输出）产生负跳变，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485转换器
对外置设备为防止强电磁（雷电）冲击，建议选用RS232转RS485光隔防雷型转换器，内置的光电隔离器，能够提供高达2500Vrms的隔离电压，带有快速的瞬态电压抑制保护器，此保护器被设计用来保护RS-485接口。
维护RS-485的常用方法
若出现系统完全瘫痪，大多因为某芯片的VA、VB对电源击穿，使用万用表测VA、VB间差模电压为零，而对地的共模电压大于3V，此时可通过测共模电压大小来排查，共模电压越大说明离故障点越近，反之越远；
总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2～3个节点（一般为后续）无法通信，因此将其逐一与总线脱离，如某节点脱离后总线能恢复正常，说明该节点有故障；
集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常，但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端设计不合理，造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电；
系统基本正常但偶尔会出现。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态，最好改变走线或增加中继器。
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编辑：什么鱼
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RS485串行总线可靠性的研究
[导读]RS485总线目前已经在工业自动化领域得到广泛应用，但在实际应用中，因各种因素造成通信的可靠性不高。针对其不足，在阐述了RS485总线规范的基础上，站在实际应用的角度，重点从阻抗匹配、失效保护、地线与接地、瞬态保护以及通信规则等几个方面，分析说明了RS485总线的数据传输的可靠性。
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。本文引用地址: 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，主要有以下两方面的问题：&&& (1)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。&&& (2)电磁辐射(EMI)问题。&&& 驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如果没有一个低阻的返回通道(信号地)，就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。&&& 因此，尽管是差分传输，对于RS一485网络来讲，一条低阻的信号地还是必不可少的。2．4 瞬态保护&&& 前面提到的接地措施只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰则几乎无效。因为引线电感的作用，对于高频瞬态干扰来讲，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰可能会有成百上千伏的电压，但持续时间很短。在切换大功率感性负载(电机、变压器、继电器等)、闪电等过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。&&&& 图3(a)所示为隔离保护方案。这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离。这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。&&& 图3(b)所示为旁路保护方案。这种方案利用瞬态抑制元件(如TVS、MOV、气体放电管等)将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，而且需要有一条良好的接地通道，实现起来比较困难。实际应用中可以将二者结合起来灵活运用。．隔离接口对大幅度瞬态干扰进行隔离，而旁路元件保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。2．5 通信规则&&& 由于RS一485通讯是一种半双工通讯，发送和接收共用同一物理信道。在任意时刻只允许一台单机处于发送状态。因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。半双工通讯对主机和从机的发送和接收时序有严格的要求。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通讯瘫痪，无法正常工作。要做到总线上的设备在时序上的严格配合，必须要遵从以下原则：&&& (1)复位时，主从机都应该处于接收状态。&&& 以Maxim公司的485接口芯片MAX3082为例。MAX3082芯片的发送和接收功能转换是由芯片的RE，DE端控制的。RE=l，DE=1时，MAX3082处于发送状态；RE=O，DE=O时，MAX3082处于接收状态。由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400 m，而分机系统上电或复位又常常不在同一个时刻完成。一般使用微处理器的一根口线连接RE，DE两端。在上电复位时，由于硬件电路稳定需要一定的时间，并且微处理器各端口复位后处于高电平状态，这样就会使总线上各个分机处于发送状态，再者上电时各电路不稳定，可能向总线发送信息。因此，如果用一根口线作发送和接收控制信号，应该将口线反向后接入MAX3082的控制端，使上电时MAX3082处于接收状态。&&& 另外，在主从机软件上也应附加若干处理措施，例如，上电时或正式通讯之前，对串行口做几次空操作，清除端口的非法数据和命令。&&& (2)总线上所连接的各单机的发送控制信号在时序上完全隔开。&&& 为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，对总线的使用权必须进行分配才能避免竞争。连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上要完全隔离。&&& 总之，发送和接收控制信号应该足够完宽，以保证完整地接收一帧数据，任意两个单机的发送控制信号在时间上完全分开，避免总线争端。3 结束语&&& 近年来，RS485标准在工业控制自动化、交通控制自动化、楼宇自控系统等多个领域得到广泛应用，而且不少现场总总线物理层也采取RS485的电气标准。文中对当前最流行的外部总线RS-485的可靠性问题做了探讨。
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请教RS485的星型连接
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关于春阳版主的老帖& & “提高RS-485总线可靠性的几种方法及常见故障处理 ”，
第二部分 RS-485网络配置的第二个小节 2）节点与主干距离
“对于节点间距非常小（小于1m，如LED模块组合屏）应采用星型连接，若采用T型或串珠型连接就不能正常工作”
如何理解？
如果一个RS485网络，有10个节点，节点1和2距离0.2m，节点2和节点3距离20米，节点3和4距离0.2m，节点4和节点5距离20米， 如图1所示。 因为节点1和2距离非常小，是不是要结成图2所示的星型连接？
请各位大侠指导
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该文中所说的情况，是根据工程经验，在不能实现L型连接时特殊情况的处理方法。这个方法在LED屏施工中确实如此。如果严格按L型施工，线缆没法标准化，为降低线缆成本和简化施工，事实上用的都是T型连接法，只是T型的I支路不能太长，这在LED屏中本来就如此。紧邻的两个T结点会造成严重的信号反射影响通讯，所以变通的方法就是图2，但仍要注意I支路的距离必须严格控制。在工业现场的应用则要严格按L型连接布置，并注意接插件的选择，不能盲目控制成本而采用变通的办法。
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建议RS-485交换机（SWT4485G），两端都可以开叉。RS-485本身自己是不可以开叉的，所以总得花些钱，工业通信要求可靠就别用质量差的便宜货。
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我想请教版主和各位大侠，rs485采取T型网络连接是怎么样？可否上图说明？
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