RS485接口采用的是一種差分傳輸方式，各節(jié)點(diǎn)之間的通信都是通過一對（半雙工）或兩對（全雙工）雙絞線作為傳輸介質(zhì)。由RS-485的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，接收器的接收靈敏度為+200mV，即接收端的差分電壓大于等于200mV時(shí)，接收器輸出高電平；小于等于200mV時(shí)，接收器輸出為低電平；介于±200mV之間，接收器輸出不確定。RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000米。RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連接線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。

1.485應(yīng)用電路舉例

選用485芯片時(shí)，需注意其ESD防護(hù)能力、驅(qū)動能力、對485總線差分信號的定義等。

以SN65176和SN75176為例，該SN65176B和SN75176B差分總線收發(fā)器是為多結(jié)點(diǎn)總線的雙向數(shù)據(jù)通信的集成電路而設(shè)計(jì)的。該SN65176B和SN75176B結(jié)合了三態(tài)差分線路驅(qū)動器和一個(gè)差分輸入線接收器，兩者都工作在5V單電源。驅(qū)動器和接收器分別具有高電平和低電平使能，連接在一起作為一個(gè)方向控制的外部功能。當(dāng)驅(qū)動器禁用總線或VCC = 0，驅(qū)動器的差分輸出和接收器差分輸入連接在內(nèi)部形成差分輸入/輸出（I/O）總線旨在提供最低裝載量的端口。這些端口具有寬的正負(fù)共模電壓范圍，使該設(shè)備適合于串行線應(yīng)用。

該驅(qū)動器是專為高達(dá)60mA的電流源設(shè)計(jì)的，該驅(qū)動器的特點(diǎn)是積極的負(fù)限流和熱關(guān)斷線路故障保護(hù)。熱開關(guān)設(shè)計(jì)是發(fā)生在一個(gè)溫度約為150°C。接收機(jī)特點(diǎn)是12 KΩ最小輸入阻抗，一個(gè)200毫伏的輸入靈敏度，輸入端為50mV典型滯后輸入。

SN75176應(yīng)用電路圖所示，第一，A/B線需上拉/下拉，保證總線空閑時(shí)，A/B差分信號仍是確定狀態(tài)，避免雜訊影響。上/下拉電阻取得小時(shí)，負(fù)載加重，會影響485總線上節(jié)點(diǎn)數(shù)量；而取得大，則會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈?。一般在幾K 到幾十K 之間，具體還在看應(yīng)用電路的需求。比如此電路中上/下拉取值為10K ，在實(shí)際帶載測試（1200bps）時(shí)，485總線上只能掛十幾個(gè)負(fù)載；而換成47K ，則可以掛到一百多個(gè)負(fù)載；但若要在9600bps下通信，則上/下拉要小一些才行。第二，對地TVS 用作ESD防護(hù)。第三，盡量不要以上/下拉電阻來驅(qū)動負(fù)載，最好單獨(dú)用一路信號控制使能端（即P1.0），以充足發(fā)揮IC 的驅(qū)動能力。第四，因工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，485總路線上有可能同時(shí)接很多節(jié)點(diǎn)，此時(shí)A/B線對外輸出電流會比較大，若485芯片前端供電電路輸出不夠，則差分電壓不夠而導(dǎo)致無法正常通信，因此要保證RS485輸出能力足夠。

2.485端口隔離及保護(hù)

RS485端口的防護(hù)主要包括靜電防護(hù)（ESD防護(hù)）、浪涌防護(hù)和雷擊防護(hù)。雷擊浪涌的最大特點(diǎn)是能量特別大，所以需要用專門的防護(hù)器件：瞬態(tài)抑制二極管、壓敏電阻和氣體放電管。如圖所示為浪涌通過不同的抑制器件的電壓波形。

浪涌通過不同的抑制器件時(shí)的電壓波形

運(yùn)用這三種防護(hù)器件所做的RS485端口保護(hù)，如圖所示。

RS485端口保護(hù)示例圖

ESD防護(hù)：以SN65176和SN75176為例，芯片本身有一定的ESD防護(hù)等級，而系統(tǒng)要求為8KV接觸放電和15KV空氣放電，此時(shí)就需要在A/B線間對地加TVS來保護(hù)芯片，即TVS1、TVS2、TVS3。注意TVS管盡量選用高速、低容值、大通流量的，啟動電壓和截止電壓選取要恰當(dāng)，以防止TVS誤動作，而干擾485的正常通信（還要考慮到485總線上的共模電壓部分）。

浪涌防護(hù)：以本電路為例，以兩路PTC（壓敏電阻）+TVS管形成回路，當(dāng)有大的交流電壓灌入時(shí)，PTC開始發(fā)熱進(jìn)而形成高阻，保護(hù)后續(xù)電路。壓敏電阻（PTC）由金屬氧化物（主要是氧化鋅）材料組成，屬箝位型器件，其特性與兩只背對背聯(lián)接的穩(wěn)壓管非常相似，有著毫微秒級的響應(yīng)速度。壓敏電阻對瞬變信號的吸收能力與其體積成正比：其厚度正比于電壓；面積正比于電流。壓敏電阻是目前在電子產(chǎn)品中使用最廣泛的浪涌抑制器件。

雷擊防護(hù)：工業(yè)級的DTU都要求產(chǎn)品有雷擊防護(hù)，以本電路為例，在A、B線間對地加GDT和TVS來保護(hù)電路。在直流電路中氣體放電管的標(biāo)稱電壓選擇為工作電壓的1.8倍；在交流電路中選擇為工作電壓有效值的2.5倍。氣體放電管標(biāo)稱電流容量應(yīng)大于被保護(hù)電路的可能最大浪涌沖擊容量。

其實(shí)ESD防護(hù)、浪涌防護(hù)和雷擊防護(hù)，主要是靠合適的器件以及合理的PCB Layout來實(shí)現(xiàn)的。

3.485應(yīng)用場景

帶485端口的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于安防、監(jiān)控、門禁、智能家居和工業(yè)控制等領(lǐng)域，例如成都億佰特公司的無線數(shù)傳E800系列DTU，其485端口都是做的工業(yè)級的隔離和防護(hù)，應(yīng)用非常廣泛。