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现场总线技术应用-RS-485网络互联

【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。图3-10 RS-485端口的半双工连接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包括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和图3-12分别表示两点和多点之间的全双工RS-485连接。

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联,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。

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图3-10 RS-485端口的半双工连接

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得总负载略微降低;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包括限流和过热关闭功能,以便在发生总线竞争时保护芯片。(www.chuimin.cn)

2.RS-485的全双工通信方式

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和图3-12分别表示两点和多点之间的全双工RS-485连接。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。

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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图3-11 两个RS-485端口的全双工连接

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图3-12 多个RS-485端口的全双工连接

RS-232C和RS-485之间的转换可采用相应的转换模块。