RS485常见问题及解决方法

RS485总线是工业上最常用的通信方式之一，在实际布线或使用过程中通常会出现一系列问题，今天总结一些平时RS485通讯可能会出现的通讯问题及其解决方法以供大家参考。

一、什么是RS485？

RS485，全称为TIA/EIA-485-A标准（也常简称为EIA-485或ANSI/TIA/EIA-485），是一种广泛应用于电子通信领域的物理层协议，专为多点、双向通信设计。它在工业控制系统、楼宇自动化、安防系统、仪表数据采集以及其他需要远距离、多设备通讯的场景中扮演着至关重要的角色。RS485是RS-232串行通信协议的一个扩展，主要改进在于其能够支持更长的通信距离和更多的节点设备。

RS-485是针对RS-232不足的基础上优化改进而成的，RS485具有以下的优点：

技术特点

1. 多点通信：RS485最显著的特点之一是其支持多点通信，理论上可以连接多达32个（实践中甚至更多）设备进行半双工通信，即在同一时间内只能进行发送或接收数据，但不能同时进行。

2. 差分信号：与RS232使用单端信号传输不同，RS485采用差分信号传输方式（A线和B线），这大大增强了其抗干扰能力，使得信号在长距离传输时仍能保持较高的可靠性，适用于工业环境中常见的电磁干扰场景。

3. 长距离传输：得益于差分信号的高抗噪性和较低的信号衰减率，RS485能够在相对较低的数据速率下实现远距离通信，通常可达1200米，某些条件下甚至可达到几公里。

4. 半双工工作模式：虽然限制了同时收发的能力，但这种模式简化了硬件设计，降低了成本，对于大多数控制和监控应用来说已足够。

二、RS485通讯注意事项

在排除RS485通讯常见的问题前，一般做到以下措施可以有效地减少通信故障：

①注意通讯的距离、设备的数量以及通讯线的规格。

②RS485通讯线一般使用双绞屏蔽线，为确保抗干扰效果好，屏蔽层最好接大地。

③如果负载过多，建议使用485HUB来增加驱动能力；如果通信距离很长，可以使用中继器来解决问题。

④所有连接485设备的地线一定要用一根导线连接来共地，避免电势差影响设备间的通信。

⑤485总线要采用手拉手结构，不能采用星型结构，避免产生的反射信号对通讯产生干扰。

RS485通讯联接示意图

⑥大多数双绞线的特性阻抗是100~140Ω，所以在RS485的最始端和最末端要加上120Ω的电阻，防止传输线末端阻抗不匹配导致信号反射。

⑦RS485通信线布线要远离高压大电流的电源线。

三、RS485常见问题及解决方法

3.1、RS485接收数据错乱

可使用示波器对通讯过程中的波形进行监测显示，通过传输波形的频率、幅值及形状可以判定通讯情况以便快速排查故障原因：

1. 检测到的波形频率与发送频率是否一致。

①检查串口助手的波特率设置和程序串口的波特率是否一致。

②考虑是否是时钟有问题，检查电路板上所用晶振是否与推荐电路的晶振频率一样。

③用万用表测量RS485收发器芯片终端脚AB之间的电阻值是否为120Ω。特别需要注意的是有些USB转RS485模块的终端脚已经加上了120Ω的电阻，若在后面的RS485收发器芯片终端AB脚加120Ω电阻，会使阻抗失配导致数据异常，这时需要取掉一个120Ω电阻。

2. 检测到的波形频率与发送频率一致，但有非方波成分存在或者非差分传输，可能是通讯线路自身抗干扰的能力不太够。解决方法：

①检查RS485的双绞线屏蔽层是否接地。

②检查RS485通信线附近是否有强电磁干扰，需要加隔离保护措施或者远离干扰源。

③波特率是否过高，适当降低波特率看看信号有无优化，减小电缆的分布电容对信号产生的影响。

3.2、RS485在停止通讯时接收器依旧有数据输出

当数据传输完成后，总线此时处于无源驱动状态，AB间差分电平为0；无终端时，总线在高阻态。当外界噪声电压高于±200mV的信号门限时，接收器就输出无效数据。

可以通过硬件或软件两个方面解决此问题，解决方法：

1. 在通讯总线的A端采用上拉，B端采用下拉以此来保证接收器输出为固定的高电平。

2. 在通讯数据包内加几个起始同步字节，必须在同步后才开始数据通讯的传输。

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