让你爱上485

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本设计指南讨论如何设计RS-485接口电路。文中讨论了平衡传输线标准的必要性，并给出了一个过程控制设计例子。文中还分标题讨论了线路负载、信号衰减、失效保护和电流隔离。

1. 为什么需要平衡传输线标准

本文的重点在于工业最广泛使用的平衡传输线标准：ANSI/TIA/EIA-485-A(以下简称485)。在回顾一些485标准的关键方面后，通过一个工厂自动化例子，介绍实际项目中如何实施差分传输结构。

远距离、高噪声环境下，计算机组件和外设之间的数据传输通常是困难的，如果有可能的话，尽量使用单端驱动器和接收器。对于这种需要远距离通讯的系统，推荐使用平衡数字电压接口。

485是一个平衡(差分)数字传输线接口，是为了改善TIA/EIA-232(以下简称232)的局限性而开发出来的。485具有以下特性：

· 通讯速率高 – 可达到50M bits/s

· 通讯距离远 – 可达到1200米(注：100Kbps情况下)

· 差分传输 – 较小的噪声辐射

· 多驱动器和接收器

在实际应用中，如果两个或更多计算机之间需要价格低廉、连接可靠的数据通讯，都可以使用485驱动器、接收器或收发器。一个典型的例子是销售终端机和中心计算机之间使用485传输信息。使用双绞线传输平衡信号具有较低的噪声耦合，加上485具有很宽的共模电压范围，所以485允许高达50M bit/s的速率通讯，或者在低速情况下具有数千米通讯距离。

由于485用途广泛，越来越多的标准委员会将485标准作为它们通讯标准的物理层规范。包括ANSI的SCSI(小型计算机系统接口)、Profibus标准、DIN测量总线以及中国的的多功能电能表通讯协议标准DL/T645。

平衡传输线标准485于1983年开发，用于主机与外设之间的数据、时钟或控制线的数据传输接口。标准仅规定了电气层，其它的像协议、时序、串行或并行数据以及链接器全部由设计者或更高层协议定义。

最初，485标准被定义为是对TIA/EIA-422标准(以下简称422)的灵活性方面升级。鉴于422仅是单工通讯(注：422使用两对差分通讯线，发送使用一对，接收使用一对，所以数据在一条线上是单向传输的)，485允许在一对信号线上有多个驱动器和接收器，有利于半双工通讯(见图1)。和422一样，485没有规定最大电缆长度，但是在使用24-AWG电缆、100kbps条件下，可以传输1.2km;485同样没有限制最大信号速率，而是由上升沿时间和位时间的比率限制，这和232相似。在大多数情况下，因为传输线效应和外界噪声影响，电缆长度比驱动器更能限制信号速率。

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