RS－485串行总线接口标准以差分平衡方式传输信号，具有很强的抗共模干扰的能力，允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。

工业现场控制系统中一般都采用该总线标准进行数据传输，而且一般采用RS－485串行总线接口标准的系统都使用8044芯片作为通信控制器或各分机的CPU。

8044芯片内部集成了SDLC，HDLC等通信协议，并且集成了相应的硬件电路，通过硬件电路和标准协议的配合，使系统的通讯准确、可靠、快速。

8044在市场上日渐稀少，虽然有8344可替代，但几百元的价位与普通单片机几元至几十元的价位相差甚远，用户在开发一般的单片机应用系统时，都希望能用简单的电路和简单的通信协议完成数据交换。

譬如：利用单片机本身所提供的简单串行接口，加上总线驱动器如SN75176等组合成简单的RS－485通讯网络。

本文所述的方法已成功地应用于工程项目，一台主机与60台从机通讯，通讯波特率达64KBPS。

2总线驱动器芯片SN75176常用的RS－485总线驱动芯片有SN75174，SN75175，SN75176。

SN75176芯片有一个发送器和一个接收器，非常适合作为RS－485总线驱动芯片。

SN75176及其逻辑如图1所示。

图1SN75176芯片及其逻辑关系3RS－485方式构成的多机通信原理在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采用主从式结构：从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。

并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。

采用RS－485构成的多机通讯原理框图，如图2所示。

图2采用RS－485构成的多机通讯原理框图在总线末端接一个匹配电阻，吸收总线上的反射信号，保证正常传输信号干净、无毛刺。

匹配电阻的取值应该与总线的特性阻抗相当。

当总线上没有信号传输时，总线处于悬浮状态，容易受干扰信号的影响。

将总线上差分信号的正端A+和+5电源间接一个10K的电阻；正端A+和负端B-间接一个10K的电阻；负端B-和地间接一个10K的电阻，形成一个电阻网络。

当总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3.2V，负端B-的电平大约为1.6V，即使有干扰信号，却很难产生串行通信的起始信号0，从而增加了总线抗干扰的能力。

4通信规则由于RS－485通讯是一种半双工通讯，发送和接收共用同一物理信道。

在任意时刻只允许一台单机处于发送状态。

因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。

半双工通讯对主机和从机的发送和接收时序有严格的要求。

如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通讯瘫痪，无法正常工作。

要做到总线上的设备在时序上的严格配合，必须要遵从以下几项原则：1) 复位时，主从机都应该处于接收状态。

SN75176芯片的发送和接收功能转换是由芯片的RE*，DE端控制的。

RE*=1，DE=1时，SN75176发送状态；RE*=0，DE=0时，SN75176处于接收状态。

一般使用单片机的一根口线连接RE*，DE端。

在上电复位时，由于硬件电路稳定需要一定的时间，并且单片机各端口复位后处于高电平状态，这样就会使总线上各个分机处于发送状态，加上上电时各电路的不稳定，可能向总线发送信息。

因此，如果用一根口线作发送和接收控制信号，应该将口线反向后接入SN75176的控制端，使上电时SN75176处于接收状态。

另外，在主从机软件上也应附加若干处理措施，如：上电时或正式通讯之前，对串行口做几次空操作，清除端口的非法数据和命令。

2) 控制端RE*，DE的信号的有效脉宽应该大于发送或接收一帧信号的宽度。

在RS－232，RS－422等全双工通讯过程中，发送和接收信号分别在不同的物理链路上传输，发送端始终为发送端，接收端始终为接收端，不存在发送、接收控制信号切换问题。

在RS －485半双工通讯中，由于SN75176的发送和接收都由同一器件完成，并且发送和接收使用同一物理链路，必须对控制信号进行切换。

控制信号何时为高电平，何时为低电平，一般以单片机的TI，RI信号作参考。

发送时，检测TI是否建立起来，当TI为高电平后关闭发送功能转为接收功能；接收时，检测RI是否建立起来，当RI为高电平后，接收完毕，又可以转为发送。

在理论上虽然行得通，但在实际联调中却出现传输数据时对时错的现象。

根据查证有关资料，并在联调中借助存储示波器反复测试，才发现一个值得注意的问题，我们可以查看单片机的时序：图3串行口模式3时序图单片机在串行口发送数据时，只要将8位数据位传送完毕，TI标志即建立，但此时应发送的第九位数据位（若发送地址帧时）和停止位尚未发出。

如果在这是关闭发送控制，势必造成发送帧数据不完整。

如果单片机多机通讯采用较高的波特率，几条操作指令的延时就可能超过2位（或1位）数据的发送时间，问题或许不会出现。

但是如果采用较低波特率，如9600，发送一位数据需100μs左右，单靠几条操作指令的延时远远不够，问题就明显地暴露出来。

接收数据时也同样如此，单片机在接收完8个数据位后就建立起RI信号，但此时还未接收到第九位数据位（若接收地址帧时）和停止位。

所以，接收端必须延时大于2位数据位的时间（1位数据位时间=1/波特率），再作应答，否则会发生总线冲突。

3) 总线上所连接的各单机的发送控制信号在时序上完全隔开。

为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，对总线的使用权必须进行分配才能避免竞争，连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上要完全隔离。

总之，发送和接收控制信号应该足够宽，以保证完整地接收一帧数据，任意两个单机的发送控制信号在时间上完全分开，避免总线争端。

程序流程框图，参见图4。

其中：a)为发送流程图；b)为接收流程图。

RS－485协议简介及MAX485芯片介绍由于RS－232的种种缺点，新的串行通讯接口标准RS－449被制定出来，与之相对应的是RS－485的电气标准。

RS－485是美国电气工业联合会(EIA)制定的利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。

它采用差分信号进行传输；最大传输距离可以达到1.2 km；最大可连接32个驱动器和收发器；接收器最小灵敏度可达±200 mV；最大传输速率可达2.5 Mb/s。

由此可见，RS－485协议正是针对远距离、高灵敏度、多点通讯制定的标准。

MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS－485芯片。

采用单一电源+5 V工作，额定电流为300 μA，采用半双工通讯方式。

它完成将TTL电平转换为RS －485电平的功能。

其引脚结构图如图1所示。

从图中可以看出,MAX485芯片的结构和引脚都非常简单,内部含有一个驱动器和接收器。

RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可；/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0。

在与单片机连接时接线非常简单。

只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。

同时将A和B端之间加匹配电阻，一般可选100Ω的电阻。

2用PC机实现与8031单片机的多点通讯用8031单片机实现与PC机之间的通讯时，必须使用电平转换接口芯片，因为单片机输出的是TTL电平，必须经过电平转换才能和PC机的一致。

本文中采用的是RS－485协议，所以单片机需要采用RS－485接口；而在PC机侧使用的是RS－232与RS－485的电平转换接口。

在本文中采用的是武汉新特电子公司的电平转换接口，该接口使用简便、无需外加电源、数据传输速率最高可达10 Mb/s，而且不用任何软件初始化和修改。

另外实现多点通讯还需要了解器件的驱动能力，当器件的驱动能力足够大时，我们就可以根据需要加入所需要的节点。

本文中所举的例子就是利用一台PC控制64块单片机的工作，采用多点通讯形式。

通过发送控制字和工作方式字给相应的单片机，使其进行相应的操作。

单片机在接收到数据后，进行数据的采集工作，等到PC机再发指令，将采集到的数据反馈给PC机，PC机对数据进行分析和计算。

PC机的程序可以采用Windows下任何一种面向对象的高级语言来编写，它比在DOS下的利用串口中断的方式进行更加简便，应用程序将控制权交向串口的驱动程序，接收和发送的中断完全由串口驱动程序来控制，减轻了编写过程中的很多麻烦。

本程序中选用的是Delphi的串口通讯控件Spcomm来实现。

参数的设置可以自动完成。

单片机采用中断工作方式，用汇编语言编写，通讯波特率为1 2 kb/s，由于要和PC机进行通讯，选用11 0592 MHz的晶振，保证和PC机的波特率完全一致，避免由于波特率不同引起的收发错误。

为了配合多机工作方式，选用工作方式3。

单片机的通讯流程图如图３所示。

下面给出用Delphi编制的通讯程序和单片机的接收和发送程序。

单片机初始化子程序：单片机接收子程序：REPT:CLRRIMOVA,SBUFMOV@R0,ARET在程序编写过程中，为了保证接收和发送数据的正确性，我们加入了CRC校验程序，另外PC机发送给单片机的是ASCII码形式的数据，同样需要经过简单的变换，在此均作了省略。

利用RS－485协议进行串行通讯，可以保证快速、稳定远距离地传输数据。

在目前以及以后的工业控制和其他方面必将得到越来越多的应用。