单片机RS485通信接口、控制线、原理图及程序实例

RS485通信接口是工业通讯中常用的一种串行通信标准，具有高速、长距离传输和良好的抗干扰性能，在工业控制领域广泛应用。RS485基于差分信号传输，区别于RS232单端信号传输，能够在有噪声的环境中保持较高可靠性。RS232标准由于电平值高，抗干扰性能弱，传输速率和距离有限，故RS485成为工业通信的优选。 RS485采用两根传输线进行数据通信，通常是A线和B线（或D+和D-），逻辑“1”表示为A线和B线之间的电压差为正值，逻辑“0”表示为A线和B线之间的电压差为负值。这种差分通信方法有助于抑制共模干扰，极大增强了在复杂工业现场环境下的数据传输可靠性。 RS485的传输速率最高可达10Mb/s以上，但其传输速率与传输距离成反比。在不超过100Kb/s的低速传输条件下，可以实现最远约1200米的通信距离。超出这个距离时，可以通过中继器来延长总线长度。RS485允许多个设备（最多可达256个）连接在总线上进行多机通信。通过RS485转换器，可以方便地与单片机的UART串口连接，实现与远程设备的通信。 在RS485通信中，发送和接收不能同时进行，因此它是一种半双工通信方式。通常使用一个专门的RS485转换器，如MAX485，来实现RS485信号与单片机的连接。MAX485芯片拥有两个方向控制引脚，一个用于控制接收状态，另一个用于控制发送状态。在未发送数据时，通常将这两个控制引脚设置为低电平以维持接收状态，发送数据时将发送控制引脚拉高。 为了进一步提高RS485通信的可靠性，通常会在A和B线之间加入一个电阻（通常为100欧到1K欧姆之间），以减小电磁干扰对数据传输的影响。 在单片机编程方面，若要进行RS485通信实验，通常会选用一款可进行扩展的单片机开发板，如KST-51单片机开发板。该开发板通过32个IO引脚的插针将单片机与外围设备连接，实现灵活的功能扩展。开发板上预留了扩展接口，使得用户能够通过杜邦线将单片机的IO引脚引出，进行实验和开发。 在开发板上，会有一部分IO引脚不适用于对外扩展，例如P3.2、P3.4、P3.6，这些引脚用于特定的功能，如连接DS18B20温度传感器，若用于扩展则会影响特定功能的正常工作。因此在设计扩展实验时，需要避开这些特定用途的引脚。 当实验中使用RS485通信时，通常会将P3.0和P3.1引脚作为通信的通信线，P1.7作为方向控制引脚。在另一端，可以使用USB转RS485模块与电脑连接，进行数据传输和通信实验。 通过阅读和理解以上内容，可以对RS485通信接口的设计、控制线的配置、原理图的理解及程序实例的应用有一个比较全面的认识，为进行单片机通信的实际开发和应用打下坚实的基础。