RS485常見問題及解決方法

RS485總線是工業(yè)上的通信方式之一，在實際布線或使用過程中通常會出現一系列問題，今天總結一些平時RS485通訊可能會出現的通題及其解決方法以供大家參考。

一、什么是RS485？

RS485，全稱為TIA/EIA-485-A標準（也常簡稱為EIA-485或ANSI/TIA/EIA-485），是一種廣泛應用于電子通信領域的物理層協議，專為多點、雙向通信設計。它在工業(yè)控制系統、樓宇自動化、安防系統、儀表數據采集以及其他需要遠距離、多設備通訊的場景中扮演著至關重要的角色。RS485是RS-232串行通信協議的一個擴展，主要改進在于其能夠支持更長的通信距離和更多的節(jié)點設備。

RS-485是針對RS-232不足的基礎上優(yōu)化改進而成的，RS485具有以下的優(yōu)點：

技術特點

1. 多點通信：RS485的特點之一是其支持多點通信，理論上可以連接多達32個（實踐中甚至更多）設備進行半雙工通信，即在同一時間內只能進行發(fā)送或接收數據，但不能同時進行。

2. 差分信號：與RS232使用單端信號傳輸不同，RS485采用差分信號傳輸方式（A線和B線），這大大增強了其抗干擾能力，使得信號在長距離傳輸時仍能保持較高的可靠性，適用于工業(yè)環(huán)境中常見的電磁干擾場景。

3. 長距離傳輸：得益于差分信號的高抗噪性和較低的信號衰減率，RS485能夠在相對較低的數據速率下實現遠距離通信，通常可達1200米，某些條件下甚至可達到幾公里。

4. 半雙工工作模式：雖然限制了同時收發(fā)的能力，但這種模式簡化了硬件設計，降低了成本，對于大多數控制和監(jiān)控應用來說已足夠。

二、RS485通訊注意事項

在排除RS485通訊常見的問題前，一般做到以下措施可以有效地減少通信故障：

①注意通訊的距離、設備的數量以及通訊線的規(guī)格。

②RS485通訊線一般使用雙絞屏蔽線，為確保抗干擾效果好，屏蔽層最好接大地。

③如果負載過多，建議使用485HUB來增加驅動能力；如果通信距離很長，可以使用中繼器來解決問題。

④所有連接485設備的地線一定要用一根導線連接來共地，避免電勢差影響設備間的通信。

⑤485總線要采用手拉手結構，不能采用星型結構，避免產生的反射信號對通訊產生干擾。

RS485通訊聯接示意圖

⑥大多數雙絞線的特性阻抗是100~140Ω，所以在RS485的最始端和最末端要加上120Ω的電阻，防止傳輸線末端阻抗不匹配導致信號反射。

⑦RS485通信線布線要遠離高壓大電流的電源線。

三、RS485常見問題及解決方法

3.1、RS485接收數據錯亂

可使用示波器對通訊過程中的波形進行監(jiān)測顯示，通過傳輸波形的頻率、幅值及形狀可以判定通訊情況以便快速排查故障原因：

1. 檢測到的波形頻率與發(fā)送頻率是否一致。

①檢查串口助手的波特率設置和程序串口的波特率是否一致。

②考慮是否是時鐘有問題，檢查電路板上所用晶振是否與推薦電路的晶振頻率一樣。

③用萬用表測量RS485收發(fā)器芯片終端腳AB之間的電阻值是否為120Ω。特別需要注意的是有些USB轉RS485模塊的終端腳已經加上了120Ω的電阻，若在后面的RS485收發(fā)器芯片終端AB腳加120Ω電阻，會使阻抗失配導致數據異常，這時需要取掉一個120Ω電阻。

2. 檢測到的波形頻率與發(fā)送頻率一致，但有非方波成分存在或者非差分傳輸，可能是通訊線路自身抗干擾的能力不太夠。解決方法：

①檢查RS485的雙絞線屏蔽層是否接地。

②檢查RS485通信線附近是否有強電磁干擾，需要加隔離保護措施或者遠離干擾源。

③波特率是否過高，適當降低波特率看看信號有無優(yōu)化，減小電纜的分布電容對信號產生的影響。

3.2、RS485在停止通訊時接收器依舊有數據輸出

當數據傳輸完成后，總線此時處于無源驅動狀態(tài)，AB間差分電平為0；無終端時，總線在高阻態(tài)。當外界噪聲電壓高于±200mV的信號門，接收器就輸出無效數據。

可以通過硬件或軟件兩個方面解決此問題，解決方法：

1. 在通訊總線的A端采用上拉，B端采用下拉以此來保證接收器輸出為固定的高電平。

2.       在通訊數據包內加幾個起始同步字節(jié)，必須在同步后才開始數據通訊的傳輸。

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