RS-485工業(yè)接口的設計應用指南
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本文旨在討論RS-485標準的主要內容，為初接觸它的設計師提供入門(mén)指南。研究文末參考的一些附加應用筆記可進(jìn)一步幫助設計師在最短的時(shí)間內完成一套可靠的數傳設計。
RS-485標準的用途
RS-485只定義了用于平衡多點(diǎn)傳輸線(xiàn)的驅動(dòng)器和接收器的電特性，因此很多更高層標準都將其作為物理層引用。
網(wǎng)絡(luò )拓撲
總線(xiàn)節點(diǎn)以菊花鏈或總線(xiàn)拓撲方式聯(lián)網(wǎng)。(見(jiàn)圖1)也就是說(shuō)，每個(gè)節點(diǎn)都通過(guò)很短的線(xiàn)頭連接到主線(xiàn)纜。該接口總線(xiàn)通常設計為用于半雙工傳輸，也就是說(shuō)它只用一對信號線(xiàn)，驅動(dòng)數據和接收數據只能在不同時(shí)刻出現在信號線(xiàn)上。
圖1：RS-485總線(xiàn)結構(左)與半雙工總線(xiàn)結構(右)。
信號電平
RS-485驅動(dòng)器必需在54的負載上提供最小1.5V的差分輸出，而RS-485接收器則必需能檢測到最小為200mv的差分輸入(見(jiàn)圖2)。這兩個(gè)值為可靠數據傳輸提供了足夠的裕度，即便信號經(jīng)過(guò)線(xiàn)纜和連接器發(fā)生嚴重衰減時(shí)亦如此。而穩健性正是RS-485適用于噪聲環(huán)境的長(cháng)距離聯(lián)網(wǎng)的主要原因。
圖2：RS-485規定的最小總線(xiàn)信號電平
在雙絞線(xiàn)上傳送差分信號為RS-485應用帶來(lái)了很大好處。這是因為外部噪聲源產(chǎn)生的噪聲總是等量耦合進(jìn)兩根信號線(xiàn)中，屬于共模噪聲，而這能在差分接收器的輸入處就被抑制掉。
工業(yè)用RS-485線(xiàn)纜是特性阻抗為120和22AWG的塑封非屏蔽雙絞線(xiàn)。圖3所示為一對用于半雙工網(wǎng)絡(luò )的UTP線(xiàn)纜的橫截面。
圖3：RS-485通信線(xiàn)纜示例
總線(xiàn)端接與線(xiàn)頭長(cháng)度
數據傳輸線(xiàn)應進(jìn)行端接，而且線(xiàn)頭應盡可能短，以避免傳輸線(xiàn)上發(fā)生信號反射。良好的端接要求終端電阻RT與傳輸線(xiàn)線(xiàn)纜的特征阻抗Z0匹配。RS-485建議采用Z0為120的線(xiàn)纜，因此通常每根線(xiàn)纜末端都采用120的電阻進(jìn)行端接。
圖4：利用共模噪聲濾波器對RS-485進(jìn)行端接
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