485總線的工業(yè)設(shè)計應(yīng)用指南:作為上世紀80年代早期批準的一個平衡傳輸標準，RS-485似乎已成為工業(yè)界永不過時的接口標準。關(guān)于它的文獻有很多，但對于很少接觸接口設(shè)計的系統(tǒng)工程師而言，如此海量的文獻就有些讓人吃不消了。
本文旨在討論RS-485標準的主要內(nèi)容，為初接觸它的設(shè)計師提供入門指南。研究文末參考的一些附加應(yīng)用筆記可進一步幫助設(shè)計師在最短的時間內(nèi)完成一套可靠的數(shù)傳設(shè)計。
RS-485標準的用途
RS-485只定義了用于平衡多點傳輸線的驅(qū)動器和接收器的電特性，因此很多更高層標準都將其作為物理層引用。
網(wǎng)絡(luò)拓撲
總線節(jié)點以菊花鏈或總線拓撲方式聯(lián)網(wǎng)。(見圖1)也就是說，每個節(jié)點都通過很短的線頭連接到主線纜。該接口總線通常設(shè)計為用于半雙工傳輸，也就是說它只用一對信號線，驅(qū)動數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只能在不同時刻出現(xiàn)在信號線上。
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圖1：RS-485總線結(jié)構(gòu)(左)與半雙工總線結(jié)構(gòu)(右)。
這就需要通過方向控制信號(例如驅(qū)動器/接收器使能信號)控制節(jié)點操作的協(xié)議，以確保任何時刻總線上都只能有一個驅(qū)動器在活動，而必須避免多個驅(qū)動器同時訪問總線導(dǎo)致總線競爭。
信號電平
RS-485驅(qū)動器必需在54的負載上提供最小1.5V的差分輸出，而RS-485接收器則必需能檢測到最小為200mv的差分輸入(見圖2)。這兩個值為可靠數(shù)據(jù)傳輸提供了足夠的裕度，即便信號經(jīng)過線纜和連接器發(fā)生嚴重衰減時亦如此。而穩(wěn)健性正是RS-485適用于噪聲環(huán)境的長距離聯(lián)網(wǎng)的主要原因。
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圖2：RS-485規(guī)定的最小總線信號電平。
線纜類型
在雙絞線上傳送差分信號為RS-485應(yīng)用帶來了很大好處。這是因為外部噪聲源產(chǎn)生的噪聲總是等量耦合進兩根信號線中，屬于共模噪聲，而這能在差分接收器的輸入處就被抑制掉。
工業(yè)用RS-485線纜是特性阻抗為120和22AWG的塑封非屏蔽雙絞線。圖3所示為一對用于半雙工網(wǎng)絡(luò)的UTP線纜的橫截面。