485芯片问题总结

《485芯片问题总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《485芯片问题总结（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、485 芯片问题总结杭州办事处多家智能电表类客户设备集中出现485 芯片问题，其他类型的客户较少的出 现此类问题。智能仪表是随着 80 年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市 场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时 其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过 程量，后来仪表接口是 RS232 接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这 种方式不能实现联网功能。随后出现的 RS485 解决了这个问题。同时RS485也存在问题：1、通信质量差或者无法通信。A、收发时序不匹配现象1： 485通讯不成功，用逻辑分析仪查看，发送的

2、码字正确，电能表返回码字也 符合规约。再细看，主站发送的码字的最后一位同电能表应答的数据帧的第一位之间几 乎没有停顿。分析：由于485总线是一个半双工的通讯方式，收和发不能同时进行，从发送完成 到变为接收状态，无论是软件的处理抑或是硬件的切换都需要一定的延时，因此DL/ T645规定帧间延时Td： 20msWTdW500ms,主要是给发送方一个由发转为收的时间， 保证接收方返回的数据能完整的被接收。而有些电能表，尤其是一些早期的多功能表对 此考虑不够，在接收到主站的请求命 令帧后，未进行帧响应延时，就立刻发送应答帧， 而此时主站还处于发送状态，等主站返回到接收状态时，电能表前面的码字已发送完，

3、 主站接收到的应答数据帧不 完整引起通信失败。现象 2：当主站对某块表连续抄几帧数据时，第一帧通讯成功，第二帧开始电表不 回应答帧。分析：同样的道理，电表的485由发转为收也需要延时，而有的主站软件编程时， 没有考虑，接收完一帧数据后没有延时或延时不够就又开始抄下一帧，而此时电表还没 有回到接收状态，通讯失败。在这里我们建议通信双方在编程时都必须严格遵守DL/ T645所规定的帧间延时，并留有余量，具体应用时可取一个中间值，如100ms。B、判断帧起始符出错对于电能表485总线来讲，它是一种数字异步通信方式。异步通信不象同步通信， 其没有专门的同步信号进行同步，接收方无法准确判知哪一个字节是一

4、帧数据通信的开 始，因此DL / T645中规定68H作为帧起始符（帧同步码），代表一帧数据的开始。有 些主站和电能表在软件编程时考虑得比较理想，接收数据时未按照DL / T645中规定68H 来判定数据帧的开始，而是呆板的以接收到的第一个字符作为帧起始标志；如果电表在 此帧数据之前发了几个FEH,其接收到的数据将会出现同步错误。另外，如总线上平时 有干扰信号存在，导致485芯片不停地收到诸如FCH、DEH这样杂乱数据；当总线上有 正常信号产生时，由于干扰信号比较小的原因，其对通信并无太大的影响，但对接收方 来讲，其接收正确数据帧前会混有若干个字节的杂乱数据，由于同步处理不当，通讯也 会失败。

5、通常的做法是每接收一个字节都要判是否是68H，若不是则丢掉该字节，然后 继续往下判，直到收到68H才启动一帧数据的接收。C、帧奇偶校验位/帧结束符不合理目前看来，由于这个原因引起485 通信不成功占有很大的比例。我们知道，在485 通信时，对于接收到的数据一般都会按收、发双方事先约定的奇偶校验方式进行数据检 错，并将错误的数据帧剔除，等待发送方重发。这种ARQ的通信方式本身是无可厚非 的，但是有的软件人员在编程时考虑问题不够全面，在判断一帧结束处理时，没有根据 所收数据帧的长度和结束符“ 16H”及时地将数据接收任务结束，而是依据多长时间内收 不到新的一个字节数据来认为一帧已收完。这种处理方法

6、在下面这种情况下就会导致通 信失败。众所周知，RS485芯片的接收灵敏度为土200mV,即当电压UAUB2200mV时， 输出逻辑 “1”； UAUB-200mV 时，输出逻辑 “0”。当一200mVUAUB200mV 时，输出不确定。这样一来，当总线上所有的485芯片均处于接收状态时，总线处于高 阻状态，此时A、B间的压差为0V，芯片输出处于不定状态，可能输出“1”，也可能输 出“0”，而且状态会随着时间而变化。如果输出为“0”，在某些时候则会导致通信失败。 我们知道，电能表在发送完应答帧后，一般会马上从发送状态转换到接收状态。正常情 况应该是：主站的485芯片收完最后一个字节的停止位后继续

7、保持为“ 1 ”（波形见图2）， 而有的485芯片则可能跳变保持为“0”（波形见图3），UART （通用异步收发器）则认 为又收到一个字节00H，且很有可能校验和是错的，这样接收软件可能会判断到一个字 节校验位出错，而将前面接收完全正确的一帧丢掉，造成通信失败。D、接口电路不合理由于485在实际使用中存在这样或那样的问题，人们对其接口电路采取了各种保护、 滤波措施。如加上保护二极管、热保险丝、电容、上拉电阻等（见图4）， 这些措施有 的有效，但有的无效甚至有害。485总线的理想介质是双绞线，其等效阻抗约为120Q，因此为了在长距离、高速通 信时做到阻抗匹配，一般在电表的485的A、B线之间加一

8、个120Q的电阻。此种方式 对于一对一的通信是实用的，但一对多时，如果每个电表内部均加一个120Q的电阻， 并在一起整个总线上的负载就很重，这样挂在总线上的485收发器就可能达不到标准的 数量32个，且距离也会缩短。因此，只应在网络的起点和终点各加一个。有的产品为了滤波而在A、B线对地加上电容，现在看来这样会带来问题。电容加 小了不起作用；加大了，正常的信号会被滤除或造成波形失真。我们曾经做过试验，以 1200bps通信时，0. 1p F的电容就会影响通信的成功率。如果通信速率达到几百kbps， 电容就不能加了。485总线处于悬浮状态时A、B线等电位。为了保证A比B高200mV以上，有的厂 家

9、将A、B线分别通过10k电阻上拉到5V、下拉到地，这样在都处于接收状态时，A、 B间的电位差约为5V，485芯片的接收端为高，通信不受影响。这个想法是好的，但是 实际组网中往往好几个厂家的表连在一起，如别的表中加了 120Q电阻，则上拉电阻、 120Q、下拉电阻之间构成分压关系，A、B线间的电压只有几十毫伏，接收端的电平还 是不定。目前国内应用的单片机大部分只有一个UART串口，而电能表一般均需一个485接 口和一个红外光接口，受成本所限，有的厂家就将这两个信号通过线与、线或的方式合 在一起共用一个UART 口。这样就带来一个问题，当红外通信时,485就会不通；另外， 当红外收到各种可见光的干

10、扰时，红外口不停地输出干扰信号，由于线与、线或逻辑的 原因， 485不能通信或485时通时不通。2、通电一段时间后瘫痪。这种情况通常发生在RS485系统无地线情况下。当收发端或收与收端之间“地电位” 不同时，电位能量从低到高，向低位设备释放，由于设备中电容充电效应，使两边的“地” 电位相同，在此期间内工作正常。等到电容被充满后，两端的地电位就不同了。系统就 无法正常工作。检测这种故障，通常检查收发端的数字地是否连接。数字地与A、B之 间是否有1.5Vac以上交流电压。3、通电直接瘫痪。A、断电检测系统A、B、地之间有无短路，开路现象B、检查发送设备是否正常。包括计算机通讯口选择、波特率、协议等

11、等。C、系统是否增减变动。如增加发送设备（键盘、DVR）数量所引起的接线错误、发送 设备工作状态错误。必须提到的是，有些发送设备是出于“常发”状态，控制住总线， 导致其他设备无法发出信号。例如有些计算机RS485卡、DVR、矩阵、键盘等等。 在这种情况下，必须采用 RS485 集线设备隔离。集线设备主要是将多路 RS485 信号，集中成一路信号。D、个别设备接口芯片损坏导致总线“箝位”。这种情况可以在发送设备有信号发出时， 使用外用表直流电压20V档分别测量A-地、B-地之间电压值，观察有无变化。变 化应该在0.1-0.5V之间。如果无变化，证明总线被箝位”了。可以逐片排查，找 出故障点。4、

12、串口芯片烧毁。RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电冲击而损坏。在 传输线架设于户外的使用场合,接口芯片乃至整个系统还有可能遭受雷电袭 击。选用抗 静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失。UM3085心M3088芯片内部集成了 ESD保护 电路，人体模型ESD保护和机器模型ESD保护分 别达到15kV和2kV。此外，英联电 子还有一套完善的 ESD 保护方案（图 1），使系统能在更为苛刻的瞬态高压冲击环境中可 靠运行。RS485 芯片的供电电源通常来自于变压器，当出现较为恶劣电压变化时，电源上可 能会出现一些瞬态浪涌高压，图中UM07可以很好地将这些瞬态电压钳位，保护接

13、口芯 片。与此同时，对于总线的两个通信端口，采用 UESD712 进行保护，可以起到很好的 防雷效果。在某些工业控制领域，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。 虽然RS-485接口采用差分传输方式，具有一定的抗共模干扰能力，但当共模电压超过 RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于-7V时，接收器就无法正常工作， 严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。5、传输距离达不到要求。485总线的理想介质是双绞线，其等效阻抗约为120Q，因此为了在长距离、高速通 信时做到阻抗匹配，一般在电表的485的A、B线之间加一个120Q的电阻。此种方式 对于一对一的通信是实用的，但一对多时，如果每个电表内部均加一个120Q的电阻， 并在一起整个总线上的负载就很重，这样挂在总线上的485收发器就可能达不到标准的 数量 32 个，且距离也会缩短。6、总线下挂设备数量达不到要求。485总线的理想介质是双绞线，其等效阻抗约为120Q ,因此为了在长距离、高速通 信时做到阻抗匹配，一般在电表的485的A、B线之间加一个120Q的电阻。此种方式 对于一对一的通信是实用的，但一对多时，如果每个电表内部均加一个120Q的电阻， 并在一起整个总线上的负载就很重，这样挂在总线上的485收发器就可能达不到标准的 数量32个，且距离也会缩短。