RS485通信介绍

  典型的串口通信标准有 RS232 和 RS485，RS232 是全双工点对点的通信，而RS485 是半双工通信（2 线制），可以一点对多点进行组网，而且RS485是用缆线两端的电压差值来表示传递信号，这与 RS232 电气特性大不一样。RS485仅仅规定了接收端和发送端的电气特性，并没有规定或推荐任何数据协议，因此RS485 的协议层可以和 RS232 一样。

  RS485的特点：

  1. 接口电平低，不易损坏芯片。RS485 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 RS232 降低了，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. 传输速率高。10 米时，RS485 的数据最高传输速率可达 35Mbps，在1200m 时，传输速度可达 100Kbps。
  3. 抗干扰能力强。RS485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
  4. 传输距离远，支持节点多。RS485 总线最长可以传输 1200m 以上（速率≤100Kbps）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 个节点，最大的可以支持到 400 个节点。

  RS485 推荐使用在点对点，线型，总线型网络中，不能使用在星型和环型网络。理想情况下 RS485 需要 2 个终端匹配电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗（一般为 120Ω）。没有特性阻抗的话，当所有的设备都静止或者没有能量的时候就会产生噪声，而且线移需要双端的电压差。没有接电阻的话，会使得较快速的发送端产生多个数据信号的边缘，导致数据传输出错。RS485推荐的连接方式如下图所示

  在RS485通信网络中，通常会使用485收发器来转换TTL电平和RS485电平。节点中的串口控制器使用RX与TX信号线连接到485收发器上，而收发器通过差分线连接到网络总线，串口控制器与收发器之间一般使用 TTL 信号传输，收发器与总线则使用差分信号来传输。发送数据时，串口控制器的 TX 信号经过收发器转换成差分信号传输到总线上，而接收数据时，收发器把总线上的差分信号转化成 TTL 信号通过 RX 引脚传输到串口控制器中。通常在这些节点中只能有一个主机，剩下的全为从机。在总线的起止端分别加了一个 120 欧的匹配电阻。

  当前开发板采用MAX485作为收发器，该芯片支持5V 供电，最大传输速度可达10Mbps， 支持多达 32 个节点，并且有输出短路保护。该芯片的框图如下图所示：

  • A、B为RS485总线接口，用于连接 485 总线
  • RO 是接收输出端
  • DI是发送数据输入端
  • RE 是接收使能信号（低电平有效）
  • DE是发送使能信号（高电平有效）

  因为 RS485 为半双工通信，通过 RE 和 DE 就能控制发送与接收。

  本实验使用51单片机的串口跟 PC 机进行 RS485 通信，这里要特别注意，因为 PC 机不具有 RS485 接口，所以我们需要使用一个 RS232/RS485 的转换器，DB9 接口连接 PC 机，RS485 总线接口连接我们开发板上RS485模块的A 和 B。RS232/RS485 转换器如下图所示：

硬件设计

  本实验使用到硬件资源如下：

  1. 串口
  2. RS485收发器：MAX485

  串口是51单片机内部资源，只要对其配置即可使用，RS485模块电路如下图所示：

  使用2根导线将开发板上 485 模块的 A 和 B 与RS232/RS485 转换器的 A 和 B 对应连接，这里一定要注意不能交叉，否则通信异常。

  因为STC89C5x单片机内部只有一个串口，所以RS232和RS485不能同时使用，只能单独使用。还有就是USB转串口模块上也是要接到单片机串口上，所以在使用单片机串口（除使用USB转串口模块）时，比如WIFI、蓝牙、GPS、GSM/GPRS等应用，如果遇到通信不正常或者有干扰的情况，可以把CH340上的串口短接片拔掉

软件设计

  本实验所要实现的功能是：当串口助手发送数据给单片机，单片机原封不动转发给串口助手显示。

实物接线图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
/**************************************************************************************
实验名称：RS485通信实验
接线说明：	
实验现象：下载程序后，当串口助手发送数据给单片机，单片机原封不动转发给串口助手显示
注意事项：																				  
***************************************************************************************/
#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;


//定义控制引脚IO
sbit RS485_DIR=P1^0;//发送和接收控制


/*******************************************************************************
* 函 数 名       : delay_10us
* 函数功能		 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输    入       : ten_us
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : uart_init
* 函数功能		 : 串口通信中断配置函数，通过设置TH和TL即可确定定时时间
* 输    入       : baud：波特率对应的TH、TL装载值
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void uart_init(u8 baud)
{
	TMOD|=0X20;	//设置计数器工作方式2
	SCON=0X50;	//设置为工作方式1
	PCON=0X80;	//波特率加倍
	TH1=baud;	//计数器初始值设置
	TL1=baud;
	ES=1;		//打开接收中断
	EA=1;		//打开总中断
	TR1=1;		//打开计数器		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	uart_init(0XFA);//波特率为9600
	RS485_DIR=0;//配置RS485为接收模式
	while(1)
	{			
							
	}		
}

void uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
{
	u8 rec_data;

	RI = 0;			//清除接收中断标志位
	rec_data=SBUF;	//存储接收到的数据
	delay_10us(100);
	RS485_DIR=1;//配置RS485为发送模式
	SBUF=rec_data;	//将接收到的数据放入到发送寄存器
	while(!TI);		//等待发送数据完成
	TI=0;			//清除发送完成标志位
	RS485_DIR=0;//配置RS485为接收模式				
}