RS485通讯基础及通讯应用详解

该标准确保数字通信网络即使在长距离和大的电子噪声情况下也能有效地传输信号。RS-485的出现使得配置廉价的本地网络和多分支的通信链路成为可能。

RS485是智能仪器，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上被智能仪表所垄断。其原因是企业信息化的需要。企业选择仪器的必要条件之一就是要有网络化的通讯接口。起初，是简单的过程量的数据模拟信号输出。后来，仪器的接口是RS232接口，可以实现点对点的通讯，但不能实现联网功能。后来RS485解决了这个问题。

RS485有两线制和四线制两种连接方式。四线制只能实现点对点通信，现在已经很少使用。大多数是两线制连接，是总线拓扑结构，在同一总线上最多可以挂32个节点。RS485通信网络中一般采用主从通信，即一个主站带多个从站。

搞清楚RS485通讯我们要先搞明白什么是通讯，通讯就是两个设备之间0、1代码的传递，0-低电平，1-高电平。

举例：plc向变频器从机1和变频器从机2传递数据，首先变频器从机1和变频器从机2设备之间必须通过电缆连接（硬件连接）。如果变频器从机1和变频器从机设备发送101010这样一串代码，那么变频器从机1就要在他的通讯端口产生如下图所示的高低电平的组合，通过电缆这个介质变频器从机2设备的通讯端口就会接收到A设备发出高低电平的组合，同时就会将接收到的高低电平组合翻译成101010，这就完成了PLC向两台变频器从机1设备数据的传递。

与通讯有关的概念描述：

1、全双工与半双工

全双工是通讯端口在发送数据的同时可以接收数据。而半双工指的是同一时刻通讯端口要么只能发送数据，要么只能接收数据。

通俗一点说就是：

全双工：打电话时双方都可以说

半双工：就像对讲机，同一时刻只能一个人说另一个听

单双工：只能是设备发送数据，另一台设备只能接受设备，不具备发送功能

2、通讯速率：

通讯速率也叫通讯波特率是1S内通讯端口发送0、1代码（或者说是高、低电平）的数量。

举例：我们说通讯速率是9.6Kbps,就表示通讯端口每秒发送9600个bit的数据，也就是每秒可以产生9600个高低电平（注意：是高低电平总共加起来9600个）

比特传输速率

每秒钟通过信道传输的信息量称为比特传输速率，记作rb。单位是比特/秒（b/s），简称比特率。

3、主从通讯

主从通讯指的是在一个通讯网络中一个站点是主站，其他站点作为从站。主站和从站之间可以直接进行数据的传递，但是从站与从站之间不能直接进行数据的传递。如果需要从站之间交换数据也必须要通过主站进行转发。如下图所示：

通俗一点讲，主站和从站区别主要有三点：发出指令不同、唯一性不同、对接不同。

一、发出指令不同

1、主站：主站可以主动发出指令。

2、从站：从站不会主动发出指令。

二、唯一性不同

1、主站：主站具有唯一性。

2、从站：从站不具有唯一性，可以有多个。

三、对接不同

1、主站：主站可以对接多个从站。

2、从站：从站只能对接一个主站。

明白了通讯的基本概念后再理解485通讯就相对容易了，下面我们从通讯介质、通讯方式、通讯类型、物理层四个方面来介绍485通讯。

通讯介质：通讯介质为屏蔽双绞线，也就是我们通常用的带有屏蔽层的两心电缆。

通讯方式：半双工

通讯类型：主从通讯

物理层：9针接口，需要注意的是通过情况下485通讯的9针接口，只需要将两芯电缆接到3号脚和8号脚上，3信号“-”，8是信号“+”

说个简单的例子：两个人打电话，电话是物理层，通话的人之间说的语言就是协议。同一物理层可以传输不同的协议，就像电话两边的人既可以说中文也可以说英文。中文是一种协议，英文是另一种协议。485就好比是电话，是物理层。在485这个物理层可以传输modbus协议，也可以传送Profibus协议，这就是通讯协议和物理层之间的关系。

RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。

RS485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能，RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个节点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。

很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A"、"B"端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，原因1是共模干扰：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，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，但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7到+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作；当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口；原因二是EMl的问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如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。