概述

    串行数据通信的协议从rs-232到千兆位以太网，虽然每种协议都有特定的应用领域，但任何情况下我们都必须考虑成本和物理层(phy)性能。本文主要介绍rs-485协议及该协议所适合的应用。同时给出了根据电缆长度、系统设计以及元件选择来优化数据速率的方法。

    传输协议

    什么是rs-485？profibus又是什么？与其它串行协议相比，它们的性能如何？适用于哪些应用？为了回答这些问题，我们对rs-485物理层(phy)、rs-232和rs-422的特性、功能进行了总体比较[1] (本文中的rs表示ansieia/tia标准)。rs-232是一个最初用于调制解调器、打印机及其它pc外设的通讯标准，提供单端20kbps的波特，后来速率提高至1mbps。rs-232的其它技术指标包括：标称±5v发送电平、±3v接收电平(间隔/符号)、2v共模抑制、2200pf最大电缆负载电容、300最大驱动器输出电阻、3k最小接收器(负载)阻抗、100英尺(典型值)最大电缆长度。rs-232只用于点对点通信系统，不能用于多点通信系统，所有rs-232系统都必须遵从这些限制。

    rs-422是单向、全双工通信协议，适合嘈杂的工业环境。rs-422规范允许单个驱动器与多个接收器通信，数据信号采用差分传输方式，速率最高可达50mbps。接收器共模范围为±7v，驱动器输出电阻最大值为100，接收器输入阻抗可低至4k。

    rs-485标准

    rs-485是双向、半双工通信协议，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，其中每个驱动器都能够脱离总线。该规范满足所有rs-422的要求，而且比rs-422稳定性更强。具有更高的接收器输入阻抗和更宽的共模范围(-7v至+12v)。

    接收器输入灵敏度为±200mv，这就意味着若要识别符号或间隔状态，接收端电压必须高于+200mv或低于-200mv。最小接收器输入阻抗为12k,驱动器输出电压为±1.5v (最小值)、±5v (最大值)。

    驱动器能够驱动32个单位负载，即允许总线上并联32个12k的接收器。对于输入阻抗更高的接收器，一条总线上允许连接的单位负载数也较高。rs-485接收器可随意组合，连接至同一总线，但要保证这些电路的实际并联阻抗不高于32个单位负载(375)。

    采用典型的24awg双绞线时，驱动器负载阻抗的最大值为54，即32个单位负载并联2个120终端匹配电阻。rs-485已经成为pos、工业以及电信应用中的最佳选择。较宽的共模范围可实现长电缆、嘈杂环境(如工厂车间)下的数据传输。更高的接收器输入阻抗还允许总线上挂接更多器件。

    profibus和fieldbus[2]总线主要用于工业设备，是rs-485总线的扩展。用于工业环境的传感器测量、激励控制、数据采集/显示以及过程控制系统与传感器、激励源网络之间的数据通信。

    注意：老式或现有的工业设备布线架构比较复杂，不可替换。

    profibus和fieldbus是对系统的整体描述。rs-485支持profibus和fieldbus协议的物理层接口标准。profibus与fieldbus存在细微的差异，profibus要求2.0v的最小差分输出电压，54的负载电阻；fieldbus则要求1.5v的最小差分输出电压，54的负载电阻。profibus传输速率为12mbps，fieldbus的传输速率为500kbps。profibus应用对摆率和电容容限要求比较严格。

    最适合的应用领域？

    rs-232：用于与调制解调器、打印机及其它pc外设之间的通信。最大电缆长度为100英尺(典型值)。

    rs-422：适用于单主机(驱动器)工业环境。典型应用包括：过程自动化(化工、酿造、造纸)、工厂自动化(汽车制造、金属加工)、hvac、安防、电机控制、运动控制等。

    rs-485：适用于多主机/驱动器工业环境。其典型应用与rs-422相似，包括：过程自动化(化工、酿造、造纸)、工厂自动化(汽车制造、金属加工)、hvac、安防、电机控制、运动控制。

    哪些因素限制了rs-4