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但是，3V输出不能可靠驱动5V CMOS输入，需要考虑采用74LVC4245电平移位器（8位）或74LVC07电平移位器件（1位）。
当然，如果应用系统的微处理器经验证确实不能够与5V的RS-485收发器芯片直接连接，则可以可以选用3V的RS-485收发器，比如SP3483芯片；或者，选用“RS-485光耦连接电路”也可以转换逻辑电平，实现混合电压应用系统的RS-485节点连接。
1.1.5
网络节点数
网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关，如SP485E标称最大值为32点，SP485R标称最大值为400点。实际使用时，因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同，实际节点数均达不到理论值。例如SP485E芯片运用在500m分布的RS-485网络上节点数超过25或速率大于9.6kbps时，工作可靠性明显下降。通常推荐节点数按RS-485芯片最大值的70%选取，传输速率在1200~9600bps之间选取。通信距离1km以内，从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800bps最佳。通信距离1km以上时，应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输可靠性。
1.1.6
节点与主干距离
理论上讲，RS-485节点与主干之间距离（T头，也称引出线）越短越好。T头小于10m的节点采用T型，连接对网络匹配并无太大影响，可放心使用；对于节点间距非常小（小于1m，如LED模块组合屏）应采用星型连接，若采用T型或串珠型连接就不能正常工作。RS-485是一种半双工结构通信总线，大多用于一对多点的通信系统，因此主机（PC）应置于一端，不要置于中间而形成主干的T型分布。
1.1.7
RS-485系统的常见故障及处理方法
RS-485是一种低成本、易操作的通信系统，但是稳定性弱同时相互牵制性强，通常有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断。故下面将介绍一些维护RS-485的常用方法。
1、若出现系统完全瘫痪，大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿，使用万用表测VA、VB间差模电压为零，而对地的共模电压大于3V，此时可通过测共模电压大小来排查故障。共模电压越大说明离故障点越近，反之越远。
2、总线连续几个节点不能正常工作，一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2～3个节点（一般为后续）无法通信，因此将其逐一与总线脱离。如某节点脱离后总线能恢复正常，说明该节点故障。
3、集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常，但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端SCI_DE设计不合理，造成微处理器系统上电时，节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将嵌入各微处理器的应用系统加装电源开关，然后分别上电。
4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态，最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片。
5、因微处理器故障导致SCI_DE端处于长发状态而将总线拉死一片。因此，不要忘记对SCI_DE端的检查。尽管RS-485标准规定差模电压大于200mV即能正常工作，但实际测
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量时发现：一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右（因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内波动）。 1.1.8
RS-422与RS-485的网络拓朴
RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点：
1．采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。图 1-29所示为实际应用中常见的一些错误连接方式（a，c，e）和正确的连接方式（b，d，f）。子图a，c，e这三种网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。
2．应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。
总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
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ten图 1-29 RS-422/485的网络拓扑
RS-422与RS-485的接地问题
简单方式中，RS-485网络仅需要2根信号线（A和B）即可以进行正常的数据传输。
但在一些特殊的应用场合，例如各个RS-485节点的地电压存在较大偏差的情况下，需要将地信号作为传输网络中必不可少的一根导线。
下面详细分析RS-422与RS-485网络的接地问题。 电子系统接地是很重要的，但常常被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。RS-422与RS-485传输网络的接地同样也是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传输距离较远的情况下，对于接地的要求更为严格，否则接口器件的损坏率较高。很多情况下，连接RS-422、RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患。这有下面二个原因：
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1．共模干扰问题：正如前文已述，RS-422与RS-485接口均采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，如RS-422共模电压范围为-7～+7V，而RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口器件。以图 1-30为例，当发送发送器A向接收器B发送数据时，发送发送器A的输出共模电压为VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差VGPD。那么，接收器输入端的共模电压VCM就会达到VCM=VOS+VGPD。RS-422与RS-485标准均规定VOS≤3V，但VGPD可能会有很大幅度（十几伏甚至数十伏），并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入VCM超出正常范围，并在传输线路上产生干扰电流，轻则影响正常通信，重则损坏通信接口电路。
图 1-30 RS-422/485的共模电压表达
2．EMI问题：发送器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于上述原因，RS-422、RS-485网络尽管采用差分平衡传输方式，但对整个RS-422或RS-485网络，必须有一条低阻的信号地。一条低阻的信号地将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压VGPD被短路。这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。
值得注意的是，这种做法仅对高阻型共模干扰有效，由于干扰源内阻大，短接后不会形成很大的接地环路电流，对于通信不会有很大影响。当共模干扰源内阻较低时，会在接地线上形成较大的环路电流，影响正常通信。建议采取以下三种措施：
（1） 如果干扰源内阻不是非常小，可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高，但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。
（2） 采用浮地技术，隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的一种方法，当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效，此时可以考虑将引入干扰的节点（例如处于恶劣的工作环境的现场设备）浮置起来（也就是系统的电路地与机壳或大地隔离），这样就隔断了接地环路，不会形成很大的环路电流。
（3）采用隔离接口。有些情况下，出于安全或其它方面的考虑，电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮，这时可以采用隔离接口来隔断接地回路，但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。
w.wwd15.jpten1.1.10 RS-422与RS-485的瞬态保护
上一节提到的信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态
干扰就无能为力了。由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。
实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-422或RS-485通信接口器件。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。
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1．隔离保护方法。这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离。这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。
2．旁路保护方法。这种方案利用瞬态抑制元件（如TVS、MOV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用。在这种方法中，隔离接口对大幅度瞬态干扰进行隔离，旁路元件则保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。
1.7 参考文献
1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9）
PHILIPS公司P89LPC930/931使用指南，摘自：www.zlgmcu.com； Sipex公司的RS-422/485器件手册，摘自：www.zlgmcu.com； 啸峰工作室的RS-232/422/485论文集，摘自：www.gjwtech.com； ModBus-IDA协会的ModBus协议，摘自：www.modbus.org； RS-232、RS-422与RS-485标准及应用； 低功耗RS-485网络设计；
提高RS-485总线可靠性的几种方法； RS-485总线的理论与实践；
多功能电能表通讯规约(DL/T645-1997)。
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ZLGMCU 2004-11-29
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RS485使用手册与指南
