现场总线的基础是数字通信，通信就必须有协议。现场总线有两种编码方式：Manchester和NRZ。现场总线传输介质主要有有线电缆、光纤和无线介质。现场总线网络中的设备可以是主站，也可以是从站。应用层的功能是进行现场设备数据的传送及现场总线变量的访问。......
2025-09-30
RS-485现场总线网络互连技术及应用
【摘要】：图3-10为RS-485端口半双工连接的电路图。其中RS-485差动总线收发器采用SN75LBC184。RS-485的驱动器必须能驱动32个单位负载加上一个60Ω的并联终端电阻，总的负载包括驱动器、接收器和终端电阻，不低于54Ω。因此，所有RS-485的接口芯片上都必须有限流和过热关闭功能，以便在发生总线竞争时保护芯片。图3-11为两点之间的全双工RS-485连接电路。
利用RS-485接口可以使一个或者多个信号发送器与接收器互连，在多台计算机或带微控制器的设备之间实现远距离数据通信，形成分布式测控网络系统。
1.RS-485的半双工通信方式
在大多数应用条件下，RS-485的端口连接都采用半双工通信方式。有多个驱动器和接收器共享一条信号通路。图3-10为RS-485端口半双工连接的电路图。其中RS-485差动总线收发器采用SN75LBC184。
图3-10中的两个120Ω电阻是作为总线的终端电阻存在的。当终端电阻等于电缆的特征阻抗时，可以削弱甚至消除信号的反射。
特征阻抗是导线的特征参数，它的数值随着导线的直径、在电缆中与其他导线的相对距离以及导线的绝缘类型而变化。特征阻抗值与导线的长度无关，一般双绞线的特征阻抗为100～150Ω。
RS-485的驱动器必须能驱动32个单位负载加上一个60Ω的并联终端电阻，总的负载包括驱动器、接收器和终端电阻，不低于54Ω。图3-10中两个120Ω电阻的并联值为60Ω，32个单位负载中接收器的输入阻抗会使总负载略微降低；而驱动器的输出与导线的串联阻抗又会使总负载增大。最终需要满足不低于54Ω的要求。
还应该注意的是，在一个半双工连接中，在同一时间内只能有一个驱动器工作。如果发生两个或多个驱动器同时启用，一个企图使总线上呈现逻辑1，另一个企图使总线上呈现逻辑0，则会发生总线竞争，在某些元件上就会产生大电流。因此，所有RS-485的接口芯片上都必须有限流和过热关闭功能，以便在发生总线竞争时保护芯片。
2.RS-485的全双工连接(https://www.chuimin.cn)
尽管大多数RS-485的连接是半双工的，但是也可以形成全双工RS-485连接。图3-11为两点之间的全双工RS-485连接电路。在全双工连接中，信号的发送和接收方向都有它自己的通路。在全双工、多节点连接中，一个节点可以在一条通路上向所有其他节点发送信息，而在另一条通路上接收来自其他节点的信息。
图3-10 RS-485端口的半双工连接电路
图3-11 两个RS-485端口的全双工连接电路
两点之间全双工连接的通信在发送和接收上都不会存在问题。但当多个节点共享信号通路时，需要以某种方式对网络控制权进行管理。这是在全双工、半双工连接中都需要解决的问题。
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2025-09-30
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