Шина RS485 является одним из наиболее часто используемых методов связи в промышленности. Во время фактического подключения или использования обычно возникает ряд проблем. Сегодня мы суммируем некоторые проблемы связи, которые могут возникнуть при связи RS485, и их решения для вашего сведения.

Что такое RS485?

RS485  это протокол связи, широко используемый в промышленном управлении, энергетической связи, интеллектуальном приборостроении и других отраслях. RS  это аббревиатура Рекомендуемого стандарта. RS485  это стандарт интерфейса последовательной связи, выпущенный Ассоциацией электронной промышленности (EIA) в 1983 году. Он был пересмотрен Ассоциацией индустрии связи (TIA) и получил название TIA/EIA-485-A.

RS-485 оптимизирован и улучшен с учетом недостатков RS-232, имеет следующие преимущества:

①Низкий уровень интерфейса. Полудуплексная сеть, состоящая из интерфейса RS485, обычно представляет собой двухпроводную систему. Разница напряжений между двумя линиями равна + (2 ~ 6 В), что означает логическую «1», а разница напряжений между двумя линиями равна -. (2~6) В. Логический «0». Уровень сигнала интерфейса ниже, чем у RS232, что снижает вероятность повреждения микросхемы схемы интерфейса. В то же время он совместим с уровнем TTL, что упрощает подключение к схемам TTL.

② Высокая скорость передачи и большое расстояние передачи. Самая быстрая скорость передачи данных RS485 может достигать 10 Мбит/с, а на расстоянии 1200 м скорость передачи может достигать 100 Кбит/с.

③Сильная защита от помех. RS485 использует комбинацию балансных драйверов и дифференциальных приемников, что значительно повышает его способность противостоять синфазным помехам и эффективно противостоять электромагнитным помехам и помехам от гроз. В то же время он особенно подходит для обеспечения стабильности связи в промышленных условиях. также имеет малошумящий выход приемника, частота ошибок по битам может быть дополнительно снижена.

④ Поддерживает множество узлов. Обычно поддерживает 32 узла, а индивидуально настроенные чипы 485 могут поддерживать 128 или даже 256 узлов.

Меры предосторожности при обмене данными по RS485

Прежде чем устранять распространенные проблемы связи RS485, обычно можно принять следующие меры для эффективного уменьшения сбоев связи:

① Обратите внимание на расстояние связи, количество устройств и характеристики линий связи.

② В линиях связи RS485 обычно используются экранированные витые пары. Чтобы обеспечить хороший эффект защиты от помех, лучше всего соединить экранирующий слой с землей.

③Если нагрузка слишком велика, рекомендуется использовать 485HUB для увеличения пропускной способности; если расстояние связи велико, для решения проблемы можно использовать репитер;

④ Все заземляющие провода, подключенные к устройствам 485, должны быть подключены к общему заземлению одним проводом, чтобы избежать разницы потенциалов, влияющей на связь между устройствами.

⑤Шина 485 должна иметь структуру «рука об руку» и не может использовать структуру звезды, чтобы избежать помех связи, вызванных отраженными сигналами.

Схема подключения связи RS485

⑥Характеристическое сопротивление большинства витых пар составляет 100–140 Ом, поэтому в начале и конце RS485 следует добавить резистор сопротивлением 120 Ом, чтобы предотвратить отражение сигнала, вызванное несоответствием импеданса в конце линии передачи.

⑦ Линия связи RS485 должна быть проложена вдали от линий электропередач высокого напряжения и сильного тока.

Общие проблемы и решения RS485

1 Данные приема RS485 неупорядочены

Осциллограф можно использовать для мониторинга и отображения сигналов во время процесса связи. Частоту, амплитуду и форму сигнала передачи можно использовать для определения ситуации со связью, чтобы можно было быстро определить причину неисправности:

1. Проверьте, соответствует ли обнаруженная частота сигнала частоте отправки.

① Проверьте, соответствует ли настройка скорости передачи данных в помощнике последовательного порта скорости передачи данных последовательного порта программы.

②Определите, есть ли проблема с часами, и проверьте, имеет ли кварцевый генератор, используемый на плате, ту же частоту, что и кварцевый генератор рекомендуемой схемы.

③ С помощью мультиметра проверьте, составляет ли значение сопротивления между клеммными контактами AB микросхемы приемопередатчика RS485 120 Ом. Особого внимания требует то, что некоторые модули USB-RS485 имеют резистор 120 Ом, добавленный к контактному выводу. Если к контактному выводу AB микросхемы приемопередатчика RS485 сзади добавлен резистор 120 Ом, это приведет к несоответствию импедансов и аномалиям в данных. В этом случае необходимо удалить резистор сопротивлением 120 Ом.

2. Если обнаруженная частота сигнала соответствует частоте передачи, но присутствуют компоненты непрямоугольной волны или недифференцированная передача, возможно, противоинтерференционной способности самой линии связи недостаточно. Решение:

① Проверьте, заземлен ли экранирующий слой витой пары RS485.

② Проверьте, нет ли сильных электромагнитных помех вблизи линии связи RS485. Необходимо принять меры по изоляции или держаться подальше от источника помех.

③ Если скорость передачи данных слишком высока, уменьшите ее соответствующим образом, чтобы проверить, оптимизирован ли сигнал, и уменьшить влияние распределенной емкости кабеля на сигнал.

2 Когда RS485 прекращает связь, приемник все равно выводит данные.

Когда передача данных завершена, шина находится в состоянии пассивного управления, а дифференциальный уровень между AB равен 0, когда терминала нет, шина находится в состоянии с высоким импедансом; Когда напряжение внешнего шума превышает порог сигнала ±200 мВ, приемник выдает неверные данные.

Эту проблему можно решить аппаратно или программно. Решение:

1. Используйте подтягивание клеммы A коммуникационной шины и понижение клеммы B, чтобы обеспечить фиксированный высокий уровень на выходе приемника.

2. Добавьте несколько начальных байтов синхронизации в пакет данных связи, и передача данных должна быть начата после синхронизации.