浊酒倾觞第12章 RS-485 通信协议及其实现方法
第12章 RS-485 通信协议及其实现方法
本章主要内容包括：
RS-485通信协议
常用RS-485转换芯片 单片机与RS-485接口电路 RS-485的典型应用
本章介绍了RS-485通信协议，包括协议的由来、电气特性等，另外介绍了常用RS-485转换芯片的原理及工作电路，并给出了单片机与RS-485接口的硬件电路，最后分析了RS-485总线负载能力与信号传输距离之间的关系及RS-485的组网、布线及接地等问题。
12.1 RS-485通信协议概述
RS-232作为串行通信接口的电气标准，定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行传输的接口信息，安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。但随着社会的发展，其不足之处也日渐明显，比如接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，且与TTL电平不兼容，需使用电平转换电路方能与TTL电路连接；接口使用一根信号线和一根信号返回线构成共地的传输形式，易产生共模干扰，抗干扰能力弱；采用单端驱动非差分接收电路，因而传输距离不远（最大传输距离15m）并且传送速率不高（异步传输时最高速率为20kb/s），若进行远距离通信则须使用调制解调器（Modem）等等。在分布式控制系统中，数据传输距离通常介于近距离(＜20m)和远距离(＞2km)之间，这时RS-232无能为力，使用Modem则成本过高，因而RS-449、RS-422及RS-485等一系列串行通信接口标准便应运而生了，其中以RS-485应用最为广泛。
美国的电子工业协会（EIA）于1977年制定了RS-449标准，除了保留与RS-232兼容的特点外，还在提高传输速率，增加传输距离及改进电气特性等方面作了很大努力，并增加了10个控制信号。与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。另外，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，它是RS-422的变形。RS-422和RS-423是全双工的，而RS-485是半双工的。
RS-422标准定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。RS-423标准规定采用单端驱动差分接收电路，其电气性能与RS-232几乎相同，并设计成可连接RS-232和RS-422。它一端可与RS-422连接，另一端则可与RS-232连接，提供了一种从旧技术到新技术过渡的手段。同时又提高了传输速率(最大为300Kb/s)和传输距离(最大为600m)。
RS-485标准增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A
