变频器串行通信RS-485与RS-232C接口比较

    由于RS-232C接口标准出现得较早，难免有不足之处，主要有以下4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，在异步传输时为20kbit/s。    ③接口使用一根信号线和一根信号返回线构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰能力较差。    ④传输距离有限，最大传输距离的标准值为50英尺( 15.24m)。    针对RS-232C的不足，开发了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点。    ①两线间的电压差为2～6V时表示逻辑“1”，两线间的电压差为-6～-2V时表示逻辑“0”。    ②接口信号电平比RS-232C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。    ③RS-485的最高数据传输速率为10Mbit/s。    ④RS-485接口是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，抗噪声干扰性能好。    ⑤RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺(1219.2m)，RS-232C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间的通信网络。    RS-485接口由于具有上述优点，已成为首选的串行接口。因为由RS-485接口组成的半双工网络一般只需两根连接线，所以，RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输信号。RS-485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，智能终端的RS-485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS-485采用DB-9（针）。    在工业环境中，一般希望用最少的信号线完成通信任务，所以，在变频器通信网络中串行总线RS-485应用得比较普遍。有些现场总线也是建立在RS-485的基础之上的。RS-485支持在其总线上挂32个节点，每个节点有其自身的地址。RS-485同样也有传输速率和传输距离的限制，这与分支的长度有关。通过使用中继器( Repeater)，可使物理层的拓扑结构不受单一电缆段上的节点数和传输距离的一般限制。RS-485系统使用中继器后具有以下优点。    ①可使用混合树型拓扑结构，消除了对分支长度最短不应小于5m的限制。    ②每个总线网段都是电隔离的。每个中继器可使网段的长度加倍，若再将中继器加以串接，可使通信距离增加得更多。    ③整个总线网络的可靠性得到改善。某个网段短路并不会影响其他设备，仅有部分总线不能工作。    ④加一个中继器允许挂更多的节点，用n个中继器可挂n×32个节点。每个中继器实际上就是一个RS-485系统。    ⑤可取得更高的数据传输速率。由于数据传输速率与传输距离有关，采用了中继器以后，长距离的网络再也不是传输速率低的网络，数据传输速率可达1.5Mbit/s。表6-1给出了RS-485系统中传输速率、总线长度和串接中继器之间的关系。    表6-1    传输速率、总线长度和串接中继器之间的关系