在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器。

　　在MCU之間中長距離通信的諸多方案中，RS-485因硬件設(shè)計簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于工廠自動化、工業(yè)控制、小區(qū)監(jiān)控、水利自動報測等領(lǐng)域。但RS-485總線在抗干擾、自適應(yīng)、通信效率等方面仍存在缺陷，一些細節(jié)的處理不當(dāng)常會導(dǎo)致通信失敗甚至系統(tǒng)癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運行可靠性至關(guān)重要。

　　一、RS-485接口電路的硬件設(shè)計

　　1、總線匹配

　　總線匹配有兩種方法，一種是加匹配電阻，如圖1a所示。位于總線兩端的差分端口VA與VB之間應(yīng)跨接120Ω匹配電阻，以減少由于不匹配而引起的反射、吸收噪聲，有效地抑制了噪聲干擾。但匹配電阻要消耗較大電流，不適用于功耗限制嚴格的系統(tǒng)。

　　另外一種比較省電的匹配方案是RC 匹配（圖2 ）利用一只電容C 隔斷直流成分，可以節(jié)省大部分功率，但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。除上述兩種外還有一種采用二極管的匹配方案（圖3），這種方案雖未實現(xiàn)真正的匹配，但它利用二極管的鉗位作用，迅速削弱反射信號達到改善信號質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著。

　　2、RO及DI端配置上拉電阻

　　異步通信數(shù)據(jù)以字節(jié)的方式傳送，在每一個字節(jié)傳送之前，先要通過一個低電平起始位實現(xiàn)握手。為防止干擾信號誤觸發(fā)RO（接收器輸出）產(chǎn)生負跳變，使接收端MCU進入接收狀態(tài)，建議RO外接10kΩ上拉電阻。

　　3、保證系統(tǒng)上電時的RS-485芯片處于接收輸入狀態(tài)

　　對于收發(fā)控制端TC建議采用MCU引腳通過反相器進行控制，不宜采用MCU引腳直接進行控制，以防止MCU上電時對總線的干擾，如圖4所示。

　　4、總線隔離

　　RS-485總線為并接式二線制接口，一旦有一只芯片故障就可能將總線"拉死",因此對其二線口VA、VB與總線之間應(yīng)加以隔離。通常在VA、VB與總線之間各串接一只4~10Ω的PTC電阻，同時與地之間各跨接5V的TVS二極管，以消除線路浪涌干擾。如沒有PTC電阻和TVS二極管，可用普通電阻和穩(wěn)壓管代替。

　　5、合理選用芯片

　　例如，對外置設(shè)備為防止強電磁（雷電）沖擊，建議選用TI的75LBC184等防雷擊芯片，對節(jié)點數(shù)要求較多的可選用SIPEX的SP485R.

　　二、RS-485網(wǎng)絡(luò)配置

　　1、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)

　　網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)與所選RS-485芯片驅(qū)動能力和接收器的輸入阻抗有關(guān)，如75LBC184標(biāo)稱值為64點，SP485R標(biāo)稱值為400點。實際使用時，因線纜長度、線徑、網(wǎng)絡(luò)分布、傳輸速率不同，實際節(jié)點數(shù)均達不到理論值。例如75LBC184運用在500m分布的RS-485網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點數(shù)超過50或速率大于9.6kb/s時，工作可靠性明顯下降。通常推薦節(jié)點數(shù)按RS-485芯片值的70%選取，傳輸速率在1200~9600b/s之間選取。通信距離1km以內(nèi)，從通信效率、節(jié)點數(shù)、通信距離等綜合考慮選用4800b/s。通信距離1km以上時，應(yīng)考慮通過增加中繼模塊或降低速率的方法提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性。

　　2、節(jié)點與主干距離

　　理論上講，RS-485節(jié)點與主干之間距離（T頭，也稱引出線）越短越好。T頭小于10m的節(jié)點采用T型，連接對網(wǎng)絡(luò)匹配并無太大影響，可放心使用，但對于節(jié)點間距非常小（小于1m,如LED模塊組合屏）應(yīng)采用星型連接，若采用T型或串珠型連接就不能正常工作。RS-485是一種半雙工結(jié)構(gòu)通信總線，大多用于一對多點的通信系統(tǒng)，因此主機（PC）應(yīng)置于一端，不要置于中間而形成主干的T型分布。

　　三、提高RS-485通信效率

　　RS-485通常應(yīng)用于一對多點的主從應(yīng)答式通信系統(tǒng)中，相對于RS-232等全雙工總線效率低了許多，因此選用合適的通信協(xié)議及控制方式非常重要。

　　1、總線穩(wěn)態(tài)控制（握手信號）

　　大多數(shù)使用者選擇在數(shù)據(jù)發(fā)送前1ms將收發(fā)控制端TC置成高電平，使總線進入穩(wěn)定的發(fā)送狀態(tài)后才發(fā)送數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)發(fā)送完畢再延遲1ms后置TC端成低電平，使可靠發(fā)送完畢后才轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)。據(jù)筆者使用TC端的延時有4個機器周期已滿足要求；

　　2、為保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，對每個字節(jié)進行校驗的同時，應(yīng)盡量減少特征字和校驗字

　　慣用的數(shù)據(jù)包格式由引導(dǎo)碼、長度碼、地址碼、命令碼、數(shù)據(jù)、校驗碼、尾碼組成，每個數(shù)據(jù)包長度達20~30字節(jié)。在RS-485系統(tǒng)中這樣的協(xié)議不太簡練。推薦用戶使用MODBUS協(xié)議，該協(xié)議已廣泛應(yīng)用于水利、水文、電力等行業(yè)設(shè)備及系統(tǒng)的國際標(biāo)準中。

　　四、RS-485接口電路的電源、接地

　　對于由MCU結(jié)合RS-485微系統(tǒng)組建的測控網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)優(yōu)先采用各微系統(tǒng)獨立供電方案，不要采用一臺大電源給微系統(tǒng)并聯(lián)供電，同時電源線（交直流）不能與RS-485信號線共用同一股多芯電纜。RS-485信號線宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線。對于每個小容量直流電源選用線性電源LM7805比選用開關(guān)電源更合適。當(dāng)然應(yīng)注意LM7805的保護：

　　1、LM7805輸入端與地應(yīng)跨接220~1000μF電解電容；

　　2、LM7805輸入端與輸出端反接1N4007二極管；

　　3、LM7805輸出端與地應(yīng)跨接470~1000μF電解電容和104pF獨石電容并反接1N4007二極管；

　　4、輸入電壓以8~10V為佳，允許范圍為6.5~24V.可選用TI的PT5100替代LM7805,以實現(xiàn)9~38V的超寬電壓輸入。

　　五、光電隔離

　　在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場情況十分復(fù)雜，各個節(jié)點之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但當(dāng)共模電壓超過RS-485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于-7V時，接收器就再也無法正常工作了，嚴重時甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。

　　解決此類問題的方法是通過DC-DC將系統(tǒng)電源和RS-485收發(fā)器的電源隔離；通過光耦將信號隔離，徹底消除共模電壓的影響。實現(xiàn)此方案的途徑可分為：

　　1、用光耦、帶隔離的DC-DC、RS-485芯片構(gòu)筑電路；

　　2、使用二次集成芯片，如PS1480、MAX1480等。

　　六、RS-485系統(tǒng)的常見故障及處理方法

　　485總線由于其布線簡單，穩(wěn)定可靠從而廣泛的應(yīng)用于視頻監(jiān)控，門禁對講，樓宇報警等各個領(lǐng)域中，但是，在485總線布線過程中由于有很多不完全準確的概念導(dǎo)致出現(xiàn)很多問題?，F(xiàn)在將一些錯誤的觀念作出一些澄清。

　　1.485信號線可以和強電把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源">電源</a>線一同走線。在實際施工當(dāng)中，由于走線都是通過管線走的，施工方有的時候為了圖方便，直接將485信號線和電源線綁在一起，由于強電具有強烈的電磁信號對弱電進行干擾，從而導(dǎo)致485信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致通信不穩(wěn)定

　　2.485信號線可以使用平行線作為布線，也可以使用非屏蔽線作為布線。由于485信號是利用差模傳輸?shù)?，即?85+與485-的電壓差來作為信號傳輸。如果外部有一個干擾源對其進行干擾，使用雙絞線進行485信號傳輸?shù)臅r候，由于其雙絞，干擾對于485+,485-的干擾效果都是一樣的，那電壓差依然是不變的，對于485信號的干擾縮到了。同樣的道理，如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話，外部干擾源對于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。

　　3.選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網(wǎng)線就可以。由于原材料價格上漲，導(dǎo)致現(xiàn)在市場上的線材魚龍混雜，有不良商人利用某種合金來頂替銅絲來做網(wǎng)線，在外面鍍銅以蒙混客戶。具體區(qū)別方法：看網(wǎng)線截面，如果是銅色的話，就是銅絲，如為白色，則是用合金以次充好。合金一般比較脆，容易斷，而且導(dǎo)電性遠不如銅絲，很容易在工程施工中造成問題。線材一般那建議選擇標(biāo)準的485線，其為屏蔽雙絞線，傳輸線不是像網(wǎng)線那樣為單股的銅絲，而是多股銅絲絞在一起形成一根線，從而即使某根小銅絲斷掉，也不會影響整個的使用。

　　4.485布線可以任意布設(shè)成星型接線與樹形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線，一旦沒有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹形連接，很容易造成信號反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在485布線過程中，使用了星型接線和樹形接線，有的時候整個系統(tǒng)非常穩(wěn)定，但是有的時候則總是出現(xiàn)問題，又很難查找原因，一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。如果由于現(xiàn)場的限制，必須要進行星型連接或者樹形連接，可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集線器和485中繼器解決相關(guān)問題，相關(guān)參考頁面如下：485總線星型連接，485總線樹形拓撲結(jié)構(gòu)。

　　5.485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中，都提到485總線必須要接地，但是沒有詳細的提出如何接地。嚴格的說，485總線必須要單點可靠接地。單點就是整個485總線上只能是有一個點接地，不能多點接地，因為將其接地是因為要將地線（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持一致，防止共模干擾，如果多點接地適得其反?？煽拷拥貢r整個485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓一致，因為在實際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連接，但是沒有將屏蔽線作良好的連接，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持一致，導(dǎo)致共模干擾。