485總線的工業(yè)設計應用指南:作為上世紀80年代早期批準的一個平衡傳輸標準，RS-485似乎已成為工業(yè)界永不過時的接口標準。關于它的文獻有很多，但對于很少接觸接口設計的系統(tǒng)工程師而言，如此海量的文獻就有些讓人吃不消了。
本文旨在討論RS-485標準的主要內(nèi)容，為初接觸它的設計師提供入門指南。研究文末參考的一些附加應用筆記可進一步幫助設計師在最短的時間內(nèi)完成一套可靠的數(shù)傳設計。
RS-485標準的用途
RS-485只定義了用于平衡多點傳輸線的驅動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)絡拓撲
總線節(jié)點以菊花鏈或總線拓撲方式聯(lián)網(wǎng)。(見圖1)也就是說，每個節(jié)點都通過很短的線頭連接到主線纜。該接口總線通常設計為用于半雙工傳輸，也就是說它只用一對信號線，驅動數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只能在不同時刻出現(xiàn)在信號線上。
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圖1：RS-485總線結構(左)與半雙工總線結構(右)。
這就需要通過方向控制信號(例如驅動器/接收器使能信號)控制節(jié)點操作的協(xié)議，以確保任何時刻總線上都只能有一個驅動器在活動，而必須避免多個驅動器同時訪問總線導致總線競爭。
信號電平
RS-485驅動器必需在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(見圖2)。這兩個值為可靠數(shù)據(jù)傳輸提供了足夠的裕度，即便信號經(jīng)過線纜和連接器發(fā)生嚴重衰減時亦如此。而穩(wěn)健性正是RS-485適用于噪聲環(huán)境的長距離聯(lián)網(wǎng)的主要原因。
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圖2：RS-485規(guī)定的最小總線信號電平。
線纜類型
在雙絞線上傳送差分信號為RS-485應用帶來了很大好處。這是因為外部噪聲源產(chǎn)生的噪聲總是等量耦合進兩根信號線中，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線纜是特性阻抗為120和22AWG的塑封非屏蔽雙絞線。圖3所示為一對用于半雙工網(wǎng)絡的UTP線纜的橫截面。