中心議題：

• 信號在傳輸過程中的衰減
• 通信線路中的信號反射
• 分布電容對RS-485總線傳輸性能的影響

解決方案：

• 製定簡單可靠的RS-485通訊協議

zhongsuozhouzhi
，shujuchuanshushigongyekongzhilingyuyigefeichangzhongyaodehuanjie
，shujuchuanshudewendingchengduzhijieyingxiangdaochanpindekekaoxing。yinciruhetigaoshujuchuanshudekekaoxinghewendingxingbianchengweigongchengshibudebumianduideketi。xiamianyiled生產看板顯示屏項目實施過程中出現的問題為例，闡述一下在使用RS-485作為遠距離數據通訊手段時要注意的事項。

本項目中的LED看板顯示屏是安裝在生產車間用來顯示實際產量和目標產量的看板
，6塊規格相同的顯示屏分布在6個車間。相鄰車間之間電纜線長度大概在150~200 m之間。距離之長加上車間裏運行的電機的幹擾，使得LED看板顯示屏通訊不正常，從而頻繁出現亂碼的現象。

經過仔細的分析，多次的試驗，先後從多方麵著手：硬件電路的改進
、上位機和下位機通訊協議的改進，最終順利地解決了這個問題。下麵將最終解決問題的關鍵點進行詳細的分析和說明。

1、信號在傳輸過程中的衰減

不難理解，信號無論借助何種介質傳輸，都會在傳輸過程中產生衰減。我們可以把RS-485傳輸電纜看成是由若幹個電阻、電感和電容聯合組成的等效電路，如圖1所示。

導線的電阻對信號的影響很小，可以忽略不計。電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導線產生。信號的損失主要是由於電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。通訊波特率越高，信號衰減也會越大。常規電纜的衰減係數見表1。

因此
，在傳輸數據量不是很大，傳輸速率要求不是很高的情況下，通常我們采用9 600 bps的波特率。
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、通信線路中的信號反射

除了信號衰減之外，影響信號傳輸的另一個因素是信號反射。阻抗不匹配和阻抗不連續是導致RS-485總線形成信號反射的兩個主要原因。

①阻抗不匹配。阻抗不匹配主要是485芯片與通訊線路之間的阻抗不匹配。之所以引起反射是因為在通訊線路空閑時，整個通訊線路信號雜亂無章，一旦此類反射信號觸發了485芯片輸入端的比較器
，就會產生錯誤的信號。我們通常的解決方法是將RS-485總線的A
、B線加上一定阻值的偏置電阻，分別拉高和拉低，這樣就不會出現不可預知的雜亂信號了。

②阻抗不連續。gumingsiyi，yuguangcongyizhongmeizhijinrulingyizhongmeizhishisuoyinqidefansheshixiangside。xinhaozaichuanshuxianmoduanturanyudaodianlanzukanghenxiaoshenzhimeiyou，xinhaozaizhegedifangjiuhuiyinqifanshe。xiaochuzhezhongfanshezuichangyongdefangfa，shizaidianlandemoduankuajieyigeyudianlandetexingzukangtongyangdaxiaodezhongduandianzu
，shidianlandezukanglianxu。youyuxinhaozaidianlanshangdechuanshushishuangxiangde
，yinci，zaitongxundianlandelingyiduantongyangyaokuajieyigexiangtongdaxiaodezhongduandianzu
，rutu2所示。

tongguozhezhongfangfakeyiyidingchengdujianruoxinhaofanshedeyingxiang。danshi，zaishijiyingyongzhong，youyuchuanshudianlandetexingzukangyutongxunbotelvdengyingyonghuanjingyouguan
，texingzukangbukenengyuzhongduandianzuwanquanxiangdeng，yinciwomenbunengwanquanbimianxinhaofanshedefasheng。

3、分布電容對RS-485總線傳輸性能的影響

RS-485傳輸電纜通常多為雙絞線，雙絞線的兩條平行導線之間即會產生電容。同時
，電纜和大地之間也同樣存在類似很小的電容。由於RS-485總線上傳輸的信號是由無數的“1”和“0”位所組成的，所以當遇到0x01等特殊字節時，電平“0”使得分布電容得到充足的時間充電，而當電平“1”突然來到時，電容集聚的電荷不能在短時間之內放掉
，因此導致信號位的變形，從而影響了整個數據傳輸的質量。

所suo以yi，一yi方fang麵mian我wo們men要yao盡jin量liang選xuan用yong分fen布bu電dian容rong較jiao小xiao即ji質zhi量liang較jiao好hao的de線xian纜lan作zuo為wei通tong信xin線xian，另ling一yi方fang麵mian盡jin量liang降jiang低di通tong訊xun的de波bo特te率lv，給gei電dian容rong充chong足zu的de時shi間jian去qu放fang電dian。

4、製定簡單可靠的RS-485通訊協議

當dang通tong訊xun距ju離li較jiao短duan，應ying用yong環huan境jing幹gan擾rao小xiao的de情qing況kuang下xia

，我wo們men有you時shi隻zhi需xu要yao簡jian單dan的de單dan向xiang通tong訊xun就jiu能neng實shi現xian項xiang目mu的de所suo有you功gong能neng，但dan是shi大da部bu分fen應ying用yong環huan境jing並bing非fei如ru此ci理li想xiang。項xiang目mu前qian期qi綜zong合he布bu線xian的de是shi否fou專zhuan業ye（比如信號線與動力線要保持一定的距離）
、通訊距離的不可決定性、通訊線路周圍幹擾程度
、通訊線是否采用雙絞屏蔽線等等，這些因素都給係統的正常通訊帶來極大的影響。於是，製定一套完善的通訊協議就顯得尤為重要了。

具ju體ti方fang法fa是shi將jiang數shu據ju分fen包bao傳chuan輸shu，通tong過guo將jiang每mei包bao數shu據ju加jia上shang幀zhen頭tou和he幀zhen尾wei的de方fang式shi將jiang數shu據ju打da包bao
，其qi中zhong幀zhen尾wei留liu一yi個ge字zi節jie作zuo為wei校xiao驗yan字zi節jie。下xia位wei機ji通tong過guo將jiang自zi己ji計ji算suan的de校xiao驗yan字zi節jie與yu上shang位wei機ji傳chuan輸shu過guo來lai的de校xiao驗yan字zi節jie作zuo比bi較jiao
，從cong而er給gei上shang位wei機ji發fa出chu指zhi令ling，到dao底di是shi重zhong新xin發fa送song剛gang剛gang那na包bao數shu據ju還hai是shi接jie著zhe下xia發fa下xia一yi包bao數shu據ju，就jiu這zhe樣yang一yi包bao發fa完wan再zai發fa下xia一yi包bao，直zhi至zhi發fa完wan為wei止zhi。通tong過guo這zhe樣yang一yi種zhong校xiao驗yan重zhong發fa機ji製zhi，我wo們men就jiu可ke以yi擯bin棄qi掉diao出chu錯cuo的de概gai率lv
，使shi得de通tong訊xun係xi統tong正zheng常chang運yun行xing。

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、結語

在整個項目整改過程中
，先後采用了以下手段：由於通訊線和動力電源線之間距離很近
，且通訊線無屏蔽層，所以我們對所有通訊線纜進行更換
；上位機和下位機均將通訊波特率設成可調，這樣可以根據調試過程中具體情況選擇合適的值；將通訊協議作了一些優化；通訊線纜的兩端加上120 Ω的終端電阻。