智能儀表和現場總線的出現标志着工業控制領域網絡時代的到來，成為工業控制的主流。目前國際上已經出現了多種現場總線和相應的通信協議，但是其系統造價對于許多中小型應用仍顯過高。而RS485總線以其構造簡單、造價低廉、可選芯片多、便于維護等特點在衆多工業控制系統中得到應用。

RS485的标準

RS--485标準是由EIA（電子工業協會）和TIA（通信工業協會）2個行業協會共同制訂和開發的。EIA于1983年制訂并發布RS--485标準，并經TIA修訂後命名為TIA/EIA-485-A，EIA曾經在它所有标準前面加上RS前綴（英文Recommen-dedstan-dard 的縮寫），因此習慣地稱之為RS--485标準。

RS--485标準作為一種多點差分數據傳輸的電氣規範，已成為業界應用最為廣泛的标準通信接口之一。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他标準無法比拟的。當需要在噪聲環境和有一定距離的情況下進行通訊時,RS-485通訊接口是一個很好的選擇。

RS485總線及現有工作方式的特點

RS485總線以雙絞線為物理介質，工作在半雙工的通信狀态下，即同一時刻，總線上隻能有一個節點成為主節點而處于發送狀态，其他所有節點必須處于接收狀态。如果同一時刻有兩個以上的節點處于發送狀态，将導緻所有發送方的數據發送失敗，即所謂總線沖突。為了避免總線沖突，RS485總線具有以下特點：

以工作模式來說，一般的RS485總線工作在主從模式下。整個通信總線系統由一個主節點、若幹個從節點組成，由主節點不斷地輪流查詢從節點是否有通信需求。如果有則将總線控制權交給某一從節點，從節點發送完畢後立刻交還總線控制權。

另外還有一種“輪主輪從”的工作方式，即讓總線控制權在各個節點間以類似令牌環的方式傳遞，得到控制權的節點成為主節點，其它節點成為從節點。一個節點在發送完數據的同時，将總線控制權交給相鄰的節點，而這個節點在處理完本節點的通信需求後再把控制權向下傳遞。

從通信節點來講，RS485總線上的節點必須具備将自己的驅動器切換到高阻态的功能，以便在發送完數據後不會對總線狀态造成影響。這種驅動器實行發送态—高阻态切換的一個影響是？押從發送數據完畢到設備切換為高阻态，需要一個轉換延遲。

這個轉換延遲是２線制通信中一個很重要的參數。這個時間不能太短，否則發出的字符的最後一部分因為尚未在總線上建立起來而導緻丢失。同時這個時間也不能太長，否則在發送端還未轉為高阻态時其他設備已經開始發送數據，會導緻總線沖突。

因此２線制RS485總線上的主設備必須知道所有從設備的反應時間，并保證在從設備反應之前把驅動器設為高阻态，以接收從設備的數據。常用設備的轉換延遲是當前波特率發送一個字節的時間。

以上為适應RS485總線的特殊之處而采用的工作方式也引入了一些不足。首先，上面提到的兩種總線工作方式在很多對實時性、可靠性要求高的工業控制場合有較大的局限性。

主要原因是主從式總線的從節點無發起通信的權利，相互之間的通信需要通過主節點中轉。而“輪主輪從”總線上的各個節點由于等待總線控制權的時間未知，實時性也無法保證。同時，如果主從式的主節點或者是“輪主輪從”式的獲取令牌的節點出現故障，整個總線的工作将癱瘓，風險過于集中。

其次，對驅動器實行“發送态—高阻态”切換以及考慮切換延遲等要求使編程變得複雜。在上電瞬間、ＣＰＵ損壞或者是程序跑飛的情況下，還需要考慮複雜的故障保護等問題，否則将容易引起總線故障。

RS485為什麼需要隔離通訊

在各個系統接入總線中往往需要在控制器與收發器中間進行隔離，保證系統的安全與可靠，因為在較遠距離的傳輸時往往會有接地環路、瞬态電壓等幹擾，因此一個可靠的隔離設計非常重要，以往都是在控制器與收發器的中間接入一個光耦或數字隔離器進行隔離，這造成設計難度與産品體積的增加，尤其是配置成全雙工通信時這種情況更為明顯。

RS485應用

RS485的應用包括：過程控制網絡，工業自動化，樓宇自動化，安防系統運動控制與電機控制，在工業與儀器儀表中，常常需要在距離很遠的多個系統間傳輸數據，RS485總線标準是工業與儀器儀表中使用非常廣泛的物理層總線設計标準之一

RS485總線終端設計

RS485總線終端結構如圖所示，該終端由MCU（為控制器）、隔離與電平轉換、收發器三部分組成。MCU負責數據的收發與收發器的控制，隔離與電平轉換實現MCU與收發器之間的電氣隔離及MCU電平轉換，收發器實現RS485電平與ＴＴＬ電平的轉換。

RS485總線終端詳細電路如圖所示。其中MCU采用ＳＴ單片機，3.3V供電，RS-485全雙工收發器采用的是TI的電容隔離式ISO3080，他有16個引腳，它将隔離通道與收發器集成在一個芯片上，省去了中間額外的設計環節并縮小體積。

（來源：網絡）

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