RS-485总线收发实验题稿.doc

RS-485总线收发实验 在本章节，我们将介绍RS-485总线的使用。本实验一共需要两块神舟IV号STM32开发 板，一块作为RS485的发送端，另一块作为RS485的接收端，接收总线上的数据。本节分为 如下几个部分： 1 RS-485总线实验的意义与作用 2 实验原理 3 软件设计 4 硬件设计 5 下载与验证 6 实验现象 意义与作用 前面两个例程，我们分别讲解了串口printf实验和串口中断收发实验，对RS232串口原理 及其应用有了一定的了解，但是 由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以 下四点： （1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使 用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易 产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。 （4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。 针对RS232接口的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一， 它具有以下特点： （1）RS-485的电气特性：逻辑1以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑0以两线 间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电 路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。 （2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps（实际取决于RS485接口芯片和电路） 。 （3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声 干扰性好。 （4）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232接 口在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连 接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地 建立起设备网络。 （5）因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线（我们一般叫AB线），所以 RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 基于以上原因，RS485总线在工业控制行业应用非常广泛，适合分散的，远距离（上千 米）的多点通信，这是RS232所不能实现的，因此，通过使用STM32开发板实现RS485的通 信，我们可以了解RS485总线的应用和基本原理，搭建RS485通信网络。 实验原理 RS-485 总线简介 在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现 数据交换。目前，有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串 行接口标准， 在短距离 15M） 较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。 （ ， 其后针对RS-232 接口标准的通信距离短，波特率比较低的状况，在RS-232接口标准的基础上又提出了RS-422 接口标准， RS-485接口标准来克服这些缺陷。 下面详细介绍RS-232,RS-422,RS-485接口标准。 RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平 衡传输方式，即单端通讯。其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以其共模抑制能力 差，再加上双绞线的分布电容，其传输距离最大约为15M，最高速率为20KBPS，且其只能 支持点对点通信。 针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采 用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B 两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使 用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以 检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离 约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率 下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。 RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端 匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需 要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支 持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个