RS_485总线的高速串行远距离数据传输方法

rs485收发器工作原理RS485收发器工作原理RS485是一种常用的串行通信标准，用于在远距离传输数据。

RS485收发器是用于将电平信号转换为差分信号，以实现长距离、高速、抗干扰的数据传输。

本文将介绍RS485收发器的工作原理。

1. 差分信号传输RS485收发器采用差分信号传输方式，即在两条信号线上发送正负两个相对的电平信号。

这种方式可以有效地提高抗干扰能力，因为差分信号对于电磁干扰的抵抗能力更强。

同时，差分信号的传输距离也更远，传输速率也更高。

2. 发送端工作原理RS485发送端的电路包含一个电流驱动器和一个差分电平转换器。

当发送端要发送数据时，电流驱动器会将数据转换为一个差分电流输出，其中一个线路输出正电流，另一个线路输出负电流。

差分电平转换器将这个差分电流转换为差分电压信号，通过信号线发送出去。

3. 接收端工作原理RS485接收端的电路包含一个差分电平转换器和一个电流比较器。

差分电平转换器将接收到的差分电压信号转换为差分电流信号，然后通过电流比较器将差分电流信号转换为数字信号。

接收端会根据差分电流的大小判断出收到的是1还是0。

4. 数据传输原理RS485采用半双工通信方式，即发送端和接收端不能同时进行数据传输。

在通信开始前，发送端和接收端需要通过控制信号进行协商，确定谁先发送数据。

发送端发送完数据后，会通过控制信号将总线切换为接收模式，接收端开始接收数据。

接收端接收完数据后，会通过控制信号将总线切换为发送模式，发送端可以继续发送数据。

5. 抗干扰能力RS485收发器具有较好的抗干扰能力。

差分信号传输方式可以降低共模干扰的影响，而且RS485收发器通常采用抗干扰的设计，如抗静电、抗电磁干扰等。

此外，RS485还支持多点通信，可以连接多个设备在同一总线上进行通信。

总结：RS485收发器通过差分信号传输方式实现了长距离、高速、抗干扰的数据传输。

发送端将数据转换为差分电流信号发送出去，接收端将差分电压信号转换为数字信号进行数据接收。

RS485信号超长距离通讯解决方案1：解决方案简介：RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。

通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2V~6V，是另一个逻辑状态。

另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。

“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。

当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。

由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。

如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。

RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。

RS-485总线，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。

加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。

RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。

应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V 之间，而RS-422在-7V至+7V之间;RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。

RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mbps。

平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。

ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2009年第49卷第5期2009,V o l .49,N o .5w 16h ttp : qhxbw .ch inaj ournal.net .cn RS -485总线的高速串行远距离数据传输方法李　成,　王　鹏,　丁天怀,　陈　恳,　耿立中(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)收稿日期:2008206220作者简介:李成(1977—),男(汉),天津,博士后。

通讯联系人:丁天怀,教授,E 2m ail :dlnj @tsinghua .edu .cn摘　要:为实现工业参数的高速远距离长线传输,应用FPGA 技术,设计并实现了一种基于R S 2485总线的高速串行数据传输方法。

分析R S 2485数据传输的影响因素,阐述系统总体结构,由时钟脉冲传输测试确定了外围接口。

利用串行信号的跳变沿作为高速时钟采样检测的起点以实现位同步,采用8B 10B 的链路编码方案,支持高速时钟恢复和数据帧同步,并以双绞线作为传输介质进行了数据传输实验。

结果表明:系统在20M b s 传输速率下实现了串行编码数据流沿220m 双绞线电缆的高速远距离数据传输,误码率可达10-11,为现场原始数据监测提供了高效的传输方法。

关键词:串行通信;R S 2485总线;高速;远距离数据传输中图分类号:T P 274文献标识码:A文章编号:100020054(2009)0520068204RS -485bus -ba sed h igh -speed ser i a lrem ote da ta tran s m ission m ethodL I C he ng ,W ANG P eng ,D I N G Tia nhua i ,CHE N Ke n ,GENG L izhong(D epart men t of Prec ision I n stru men t and M echanology ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na )Abstract :A h igh 2speed serial data trans m issi on m ethod based on R S 2485bus is developed by using FPGA techno logy to i m p lem ent the high 2speedremo te long w ire trans m issi on fo r industrialparam eters .T he effects on R S 2485bus 2based data trans m issi on are analyzed .T he p rinci p le structure of system is illustrated,and then the peri pheral interface circuits are determ ined by pulse trans m issi on experi m ents .T he rising falling edges of serial signals are used as the start sym bo ls fo r h igh 2speed clock samp ling to enable bit synch ronizati ons .T he 8B 10B encoded data stream s m ake ti m e 2clock recovery and data fram e synch ronizati ons feasible .T hedatatrans m issi onexperi m ents using tw isted 2pair cableas trans m issi on m edia are perfo r m ed .T he results show that thedevelopedsystemcan perfo rmthehigh 2speedremo tedatatrans m issi on along 2202m tw isted 2pair cable at trans m issi on rate up to 20M b s w ith an erro r rate of 10-11,w hich offers an effectivetrans m issi on m ethod fo r the raw monito ring data co llected in thefield .Key words :serial comm unicati on;R S 2485bus;high speed;remo tedata trans m issi onR S 2485总线系统具有硬件设计简单、控制方便、成本低廉、传输距离远等优点,现广泛应用于工业控制、小区监控、水情监测、地震勘探等领域[1-2]。

RS485接线1. 介绍RS485是一种常用的串行通信协议，适用于远距离、高速数据传输。

在RS485通信中，接线的正确性对传输效果非常重要。

本文将详细介绍RS485接线的步骤和注意事项。

2. RS485接线步骤2.1 准备所需材料在进行RS485接线前，需要准备以下材料：•RS485通信设备•适配器或转换器•网线2.2 连接RS485设备首先，将RS485通信设备连接到计算机或控制台设备。

通常，RS485设备具有标准的串口接口，可以直接连接到计算机的串口。

如果计算机没有串口接口，可以使用串口转USB 的适配器。

2.3 连接适配器或转换器如果RS485设备的接口类型与计算机或控制台设备的接口类型不匹配，需要使用适配器或转换器来实现连接。

适配器或转换器可以将RS485信号转换为计算机或控制台设备可识别的信号。

2.4 连接网线在进行RS485通信之前，在RS485设备之间需要使用网线进行连接。

通常，RS485设备具有两个端口，分别是A端口和B端口。

将A端口与另一个设备的B端口相连，并将B端口与另一个设备的A端口相连，形成一个环形拓扑结构。

3. RS485接线注意事项在进行RS485接线时，需要注意以下事项：3.1 线序匹配在连接RS485设备之前，需要确保A端口与B端口的线序匹配。

A端口的信号线应与B端口的信号线相连接，保持一致。

线序不匹配会导致通信中断或数据传输错误。

3.2 终端电阻设置在RS485通信线的两端，需要设置终端电阻以提高通信质量。

终端电阻一般为120欧姆，分别连接在A端口和B端口的末端。

3.3 接地连接在进行RS485接线时，需要确保设备之间的接地连接良好。

正确的接地连接可以减少干扰和噪音，提高通信的可靠性。

3.4 监测信号质量在进行RS485通信之前，建议使用专业的仪器来监测信号质量。

通过监测信号质量，可以及时发现并解决通信中的问题，确保数据的准确传输。

4. 总结本文介绍了RS485接线的步骤和注意事项。

3.3V供电的RS485接口远距离数据通信电路设计在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，通常使用串行通讯方式进行数据交换。

最初的RS232 接口，由于外界应用环境等因素，经常因电气干扰而导致信号传输错误。

除此之外，RS232 接口只能实现点对点的通信方式，不具备联网功能，而且其最大传输距离仅有15 米，不能满足远距离通讯要求。

RS485 则解决了这些问题，数据信号采用差分传输方式，最大传输距离约为1219 米，允许多个发送器连接到同一条总线上。

考虑到节能、低功耗等原因，系统电压由传统的5V 转为3.3V，因此3.3V 供电的RS485 接口应运而生。

RS-485 标准概述RS-485 数据信号采用差分传输方式，收、发端通过平衡双绞线将A-A与B-B 对应相连。

当线路A 高于线路B 电平（VA-VB》+200mV）时，接收端输出为逻辑高电平（RO=1）；当线路A 低于线路B 电平（VA-VB-200mV）时，接收端输出为逻辑低电平（RO=0）。

当驱动器的输入端逻辑电平为高（DI=1）时，线路A 电平高于线路B 电平；当驱动器的输入端逻辑电平为低（DI=0）时，线路A 电平低于线路B 电平。

见图1。

RS-485 接口采用差分方式传输信号，一般收发器能够承受的共模电压范围为-7V 至+12V，一旦共模电压超出此范围，将会影响通信的可靠性，甚至损坏接口。

由于每个系统都会有独立的地回路，在远距离通信条件下，系统间的地电位差VGPD 将会很大。

发送器的输出共模电压为VOC，那么接收器输入端的共模电压VCM=VOC+VGPD，RS-485 标准规定VOC 小于等于3V，但VGPD 的幅度可达十几伏甚至数十伏，并可能伴有强干扰信号，导致接收器的共模输入VCM 超出正常范围，并在信号线上产生干扰电流。

解决此类问题的方法是：。

rs485原理(一)RS485通信协议RS485是一种常用的串行通信协议，用于在远距离通信中传输数据。

它具有高可靠性、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于工业控制、自动化、仪器仪表等领域。

本文将从浅入深介绍RS485通信协议的相关原理，帮助读者更好地理解和应用。

1. RS485基础概念RS485是一种差分信号通信协议，即使用两个相反的电信号来表示数据位的“0”和“1”。

它可以同时支持半双工和全双工通信，允许多个节点连接在同一总线上进行通信。

2. RS485物理层连接RS485通信协议的物理层使用一对绞线进行连接，其中一根线为正线(A)、另一根线为负线(B)。

这样设计的目的是为了减小信号的传输噪声和干扰。

3. RS485传输方式RS485协议支持两种不同的传输方式：单点通信和多点通信。

单点通信在单点通信中，RS485总线上只有一个主节点与一个从节点进行通信。

主节点负责发送指令，从节点负责接收并执行指令。

这种方式适用于简单的控制系统，如智能家居等。

多点通信在多点通信中，RS485总线上可以连接多个主节点和从节点，节点之间通过地址进行区分。

主节点可以发送指令给指定的从节点，从节点也可以发送数据给主节点。

这种方式适用于复杂的工业自动化系统，如工控行业等。

4. RS485通信协议RS485通信协议定义了数据帧的格式和通信规则。

数据帧格式RS485通信使用统一的数据帧格式，包括起始位、数据位、校验位和停止位。

典型的数据帧格式为1个起始位、8个数据位、1个校验位和1个停止位。

通信规则RS485通信遵循“主—从”通信模式，主节点负责发起通信，从节点被动接收和响应。

主节点发送数据后，从节点通过校验位判断数据是否正确，并返回响应信息。

5. RS485的优势和应用优势RS485通信协议具有以下优势：•高可靠性：使用差分信号传输，能够有效抵抗干扰和噪声。

•长距离通信：RS485总线可以支持长达1200m的通信距离。

•多点通信：多个节点可以连接在同一总线上进行通信，灵活且经济。

rs485 原理
RS485是一种串行通信协议，也称作EIA485或TIA485。

它是在RS485标准下工作的一种物理层通信协议，可以实现多个设备之间的远距离、高速、可靠的数据通信。

RS485采用差分信号传输方式，即发送数据和接收数据通过两根线分别传输。

其中一根线为A线，另一根线为B线，它们相互之间的电平差异表示不同的二进制数值。

当A线的电位高于B线时，表示二进制的0；当A线的电位低于B线时，则表示二进制的1。

RS485的通信方式采用半双工通信，意味着数据只能在一个方向上传输，在同一时间只能进行发送或接收操作。

为了实现多个设备之间的通信，RS485采用了一种主从结构的网络拓扑。

在网络中，一个设备可以充当主设备（Master），负责控制和调度通信的过程，其他设备则为从设备（Slave），按照主设备的指令进行数据的发送和接收。

RS485通信的主要特点是抗干扰能力强，传输距离远（最高可达1200米），传输速率高（最高可达10Mbps），适用于复杂的工业环境。

此外，RS485还支持多主设备的通信，可以实现多个主设备同时与多个从设备进行通信，灵活性较强。

总之，RS485是一种基于差分信号传输的半双工通信协议，通过A线和B线传输数据，采用主从结构的网络拓扑，具有抗干扰能力强、传输距离远、传输速率高等特点，广泛应用于工业自动化等领域。

RS485是一种常用的串行通信协议，广泛应用于工业自动化、安防监控和数据采集等领域。

其内部电路设计精妙，能够实现远距离高速数据传输，并具备抗干扰能力强的特点。

RS485采用差分信号传输方式，通过发送方将逻辑高电平与逻辑低电平分别映射为正负电平，接收方则通过检测电平差值来恢复数据。

这种差分信号传输方式使得RS485在长距离传输时能够有效抵抗电磁干扰和传输线路上的噪声干扰，提高了通信可靠性。

RS485的内部电路主要包括发送器和接收器。

发送器通过一个驱动电路将逻辑电平转换为差分电平输出，驱动能力强，能够推动较长的传输线路。

而接收器则通过一个差分输入电路来检测接收到的差分电平，并将其恢复为逻辑电平。

在RS485的发送器中，常用的电路结构是差分驱动电路。

这种电路采用了双晶体管结构，通过控制两个晶体管的导通与截止状态，实现了逻辑电平到差分电平的转换。

同时，发送器还包括了一个电流限制电路，用于控制发送电流的大小，保护线路不受损坏。

接收器部分，一般采用差分比较器电路和电平转换电路。

差分比较器用于检测接收到的差分信号，并输出对应的逻辑电平。

电平转换电路则负责将差分信号转换为标准的逻辑电平，以供后续处理。

除了发送器和接收器，RS485的内部电路还包括了电源电路、时钟电路和控制电路等。

电源电路提供工作电压给发送器和接收器，时钟电路提供时序控制信号，控制电路用于控制发送器和接收器的工作状态，以保证数据传输的正常进行。

总之，RS485的内部电路设计精妙，通过差分信号传输方式实现了远距离高速数据传输，并具备抗干扰能力强的特点。

发送器和接收器的设计使得RS485能够在工业自动化等领域中稳定可靠地工作。

了解其内部电路工作原理，有助于我们更好地理解和应用RS485通信技术。

ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2009年第49卷第5期2009,V o l.49,N o.5w 17http://qhx bw.chinajo 用于地震勘探仪器的RS -485高速数据/能量传输方法丁天怀,　李　成,　王　鹏,　陈　恳,　耿立中(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)收稿日期:2008-09-04作者简介:丁天怀(1945—),男(汉),江苏,教授。

E-mail:dlnj@m ail.ts inghu 摘　要:为实现地震勘探仪器采集的大容量数据的高速远距离长线传输,比较数据传输方式,提出了RS-485总线的高速串行数据传输方法,应用F PGA 技术,研制了数据传输系统。

分析R S -485数据传输的影响因素,设计了系统总体结构及传输协议。

基于以太网供电原理,采用RS -485总线供电方式,实现48V 直流能量与数据沿同一线对的叠加传输。

利用串行信号的跳变沿作为高速时钟采样的起始标志,结合8B /10B 的链路编码方案,实现位同步时钟恢复与数据帧提取,且检测时钟频率10倍于发送时钟频率。

数传实验结果表明,系统可实现串行编码数据流以20M b/s 沿220m 双绞线电缆的远距离数据传输,误码率可达10-11。

关键词:地震数据;RS-485总线;高速;远距离传输;直流能量中图分类号:T P 274文献标识码:A文章编号:1000-0054(2009)05-0072-04RS -485bus -based high -speed data /powertransmission method available for seismicexploration instrumentDING Tian huai ,LI Ch eng ,WANG Peng ,CHEN Ken ,G ENG Lizhong(Department of Precision Ins truments and Mechanology ,T s inghua University ,Beij ing 100084,China )Abstract :By com parin g d iffer ent data tran smis sion modes,the RS -485bu s-based hig h-speed serial data tran smis sion meth od is proposed to im plem ent the high-speed remote long wir e transm ission for a lar ge nu mber of data collected b y seismic ex ploration ins tru ments.T hen,the data transm ission sys tem is developed by using FPGA technology.The effects on RS-485b us-based data tran smis sion are analyz ed.T he principle structure and comm unication p rotocol of system are design ed.Accord ing to the principle of pow er over Ethernet,the method of RS -485b us pow er is applied to im plem ent th e trans miss ion of 48VDC and data s ignals via the same tw isted-pair electric cable.T he r ising/falling edges of serial sign als ar e us ed as the start symbols for high -speed clock sampling to enab le bit syn chroniz ation time-clock recovery an d data fram e recognition w ith the 8B/10B encoded mode.T he sampling clock sign al is 10times higher than s en ding clock sign al in frequency.T he data transm iss ion ex perim ents show th at the s ystemcan p erform the r emote data transm ission along 220-m twis ted-pair cab le at tran smis sion rate u p to 20M b/s with an error r ate of 10-11.Key words :seismicdata;RS-485bus;high -speed;remotetr ans miss ion;d irect cu rrent pow er目前地震勘探技术已成为当今发现新油气资源的重要手段。