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在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域,通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口,由于工业现场比较复杂,各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰,会导致信号传输错误。除此之外,RS232接口只能实现点对点通信,不具备联网功能,最大传输距离也只能达到几十米,不能满足远距离通信要求。而RS485则解决了这些问题,数据信号采用差分传输方式,可以有效的解决共模干扰问题,最大距离可以到1200米,并且允许多个收发设备接到同一条总线上。随着工业应用通信越来越多,1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议,现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议,本节课我们要讲解一下RS485通信和Modbus协议。
单单使用一块KST51开发板是不能够进行RS485实验的,应很多同学的要求,把这节课作为扩展课程讲一下,如果要做本课相关实验,需要自行购买USB转485通信模块。
181RS485通信
实际上在RS485之前RS232就已经诞生,但是RS232有几处不足的地方:1、接口的信号电平值较高,达到十几V,容易损坏接口电路的芯片,而且和TTL电平不兼容,因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。2、传输速率有局限,不可以过高,一般到几十Kbs就到极限了。3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信,这种共地模式传输容易产生干扰,并且抗干扰性能也比较弱。4、传输距离有限,最多只能通信几十米。5、通信的时候只能两点之间进行通信,不能够实现多机联网通信。针对RS232接口的不足,就不断出现了一些新的接口标准,RS485就是其中之一,他具备以下的特点:1、我们在讲AD的时候,讲过差分信号输入的概念,同时也介绍了差分输入的好处,最大的优势是可以抑制共模干扰。尤其工业现场的环境比较复杂,干扰比较多,所以通信如果采用的是差分方式,就可以有效的抑制共模干扰。而RS485就是一种差分通信方式,它的通信线路是两根,通常用A和B或者D和D来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为026V表示,逻辑“0”以两线间的电压差为026V来表示,是一种典型的差分通信。2、RS485通信速度快,最大传输速度可以达到10Mbs以上。3、RS485内部的物理结构,采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合,抗干扰能力也大大增加。4、传输距离最远可以达到1200米左右,但是他的传输速率和传输距离是成反比的,只有在100Kbs以下的传输速度,才能达到最大的通信距离,如果需要传输更远距离可以使用中继。
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