RS485串口经常用到，本文分享下RS485协议方面基本点，并介绍一种简单的串口TTL（3.3V）电平转换为RS485电平的电路，这个电路是经过制板验证过的。

    先简单介绍下RS485一些协议方面的基本点：

工作方式：差分信号

节点数：1发32收（也有说128,256个，跟驱动芯片有关）

特征阻抗：120Ω（需要并接120Ω终端电阻）

接收器输入阻抗：≥12KΩ

数据传输速度：最大10Mbps

最大传输距离：1200m

最大差动输出：±6V

最小差动输出：±1.5V

接收器灵敏度：±0.2V

共模电压范围：-7V~±12V

    RS-485 标准的最大传输距离约为 1219 米，最大传输速率为 10Mbps。

    通常， RS-485 网络采用平衡双绞线作为传输媒体。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，只有在 20kbps 速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般来说， 15 米长双绞线最大传输速率仅为 1Mbps。

    RS-485 网络采用直线拓朴结构，需要安装 2 个终端匹配电阻，其阻值要求等于传输电

缆的特性阻抗（一般取值为 120Ω）。在矩距离、或低波特率波数据传输时可不需终端匹配。

RS485自动收发电路

    电路分享如下图，采用MAX485芯片，RE，DE管脚是选择发送和接收模式，一般情况下，需要MCU的一个GPIO来控制发送和接收模式，图中经过三极管来控制。

    电路的控制逻辑可通过UART信号波形特点，以及MAX485的收发控制真值表分析明白。

    接收：在MCU不发送数据的时候，UART_485_TX为高电平，三极管导通，DE=RE =0，按照表1和表2，MX485为接收模式， 对于此MAX485来说，A，B为高阻态，信号由另一端来控制，RO可以正常输出接收到的数据。

    发送：在MCU发送数据的时候，当UART_485_TX发送数据0的时候，三极管不导通，DE=RE=1，按照表1和表2，MAX485为发送模式，DI接GND，即DI=0，MAX485将数据0发送出去。当UART_485_TX发送数据1的时候，MAX485为接收模式，A，B为高阻态，但是外面有R10上拉（A=1），R11下拉（B=0），对于远端来说，会接收到A=1，B=0，即接收到差分数据1.

    由此可知，此电路是可以正常的收发的。

    注意事项：R10，R11在网上有很多电路上面是10K，4.7K，先前也试过，但是实测会发现是有问题的，或者通信速度特别慢。原因是因为上下拉电阻太小，在电平变化的时候，上升沿速度太慢，因此在速率较高时会有问题，改成1K拿示波器实测波形是更好的。

    接地问题：

    RS485是差分传输的，所以很多工程师以为GND地线不重要，经常不接，甚至有些工程为了节约成本用两芯线或者用视频线来传输RS485信号。虽然如果不接地线，在很多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：

    (1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号，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，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。因为RS-485是总线方式的传输，总线上有很多的节点，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。

    (2)EMI电磁兼容性问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个信号地这个低阻的返回通道，信号中的共模部分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。

下面将原理图，规格书，资料分享如下，欢迎下载：

https://pan.baidu.com/s/1x7v7ctkOyXjp3Afy4lMn6A

提取码：aksu 

RS485串口经常用到，本文分享下RS485协议方面基本点，并介绍一种简单的串口TTL（3.3V）电平转换为RS485电平的电路，这个电路是经过制板验证过的。

先简单介绍下RS485一些协议方面的基本点：
工作方式：差分信号
节点数：1发32收（也有说128,256个，跟驱动芯片有关）
特征阻抗：120Ω（需要并接120Ω终端电阻）
接收器输入阻抗：≥12KΩ
数据传输速度：最大10Mbps
最大传输距离：1200m
最大差动输出：±6V
最小差动输出：±1.5V
接收器灵敏度：±0.2V
共模电压范围：-7V~±12V
 

RS-485 标准的最大传输距离约为 1219 米，最大传输速率为 10Mbps。
通常， RS-485 网络采用平衡双绞线作为传输媒体。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，只有在 20kbps 速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般来说， 15 米长双绞线最大传输速率仅为 1Mbps。
RS-485 网络采用直线拓朴结构，需要安装 2 个终端匹配电阻，其阻值要求等于传输电
缆的特性阻抗（一般取值为 120Ω）。在矩距离、或低波特率波数据传输时可不需终端匹配。

RS485自动收发电路
电路分享如下图，采用MAX485芯片，RE，DE管脚是选择发送和接收模式，一般情况下，需要MCU的一个GPIO来控制发送和接收模式，图中经过三极管来控制。
 
电路的控制逻辑可通过UART信号波形特点，以及MAX485的收发控制真值表分析明白。
 
接收：在MCU不发送数据的时候，UART_485_TX为高电平，三极管导通，DE=RE =0，按照表1和表2，MX485为接收模式， 对于此MAX485来说，A，B为高阻态，信号由另一端来控制，RO可以正常输出接收到的数据。
发送：在MCU发送数据的时候，当UART_485_TX发送数据0的时候，三极管不导通，DE=RE=1，按照表1和表2，MAX485为发送模式，DI接GND，即DI=0，MAX485将数据0发送出去。当UART_485_TX发送数据1的时候，MAX485为接收模式，A，B为高阻态，但是外面有R10上拉（A=1），R11下拉（B=0），对于远端来说，会接收到A=1，B=0，即接收到差分数据1.
由此可知，此电路是可以正常的收发的。

注意事项：R10，R11在网上有很多电路上面是10K，4.7K，先前也试过，但是实测会发现是有问题的，或者通信速度特别慢。原因是因为上下拉电阻太大，在电平变化的时候，上升沿速度太慢，因此在速率较高时会有问题，改成1K拿示波器实测波形是更好的。

接地问题：
RS485是差分传输的，所以很多工程师以为GND地线不重要，经常不接，甚至有些工程为了节约成本用两芯线或者用视频线来传输RS485信号。虽然如果不接地线，在很多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：
(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号，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，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。因为RS-485是总线方式的传输，总线上有很多的节点，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。
(2)EMI电磁兼容性问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个信号地这个低阻的返回通道，信号中的共模部分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。

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37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验七十五：TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块

MAX485
是一个8个引脚的芯片，它是一个标准的RS485收发器，只能进行半双工的通讯，内含一个输出驱动器和一个信号接收器。MAX485具有低功耗设计，静态电流仅为300uA。MAX485具有三态输出特性，在使用MAX485时，总线最多可以同时连接32个MAX485芯片。通讯波特率可以达到2.5M 。

MAX485的引脚定义 
RO（引脚1）：接收信号的输出引脚。可以把来自A和B引脚的总线信号，输出给单片机。是COMS电平，可以直接连接到单片机。 
RE（引脚2）：接收信号的控制引脚。当这个引脚低电平时，RO引脚有效，MAX485通过RO把来自总线的信号输出到单片机；当这个引脚高电平时，RO引脚处于高阻状态。 
DE（引脚3）：输出信号的控制引脚。当这个引脚低电平时，输出驱动器无效；当这个引脚高电平时，输出驱动器有效，来自DI引脚的输出信号通过A和B引脚被加载到总线上。是COMS电平，可以直接连接到单片机。 
DI（引脚4）：输出驱动器的输入引脚。是COMS电平，可以直接连接到单片机。当DE是高电平时，这个引脚的信号通过A和B脚被加载给总线。 
GND（引脚5）：电源地线。 
A（引脚6）：连接到RS485总线的A端。
B（引脚7）：连接到RS485总线的B端。 
Vcc（引脚8）：电源线引脚。电源4.25V≤Vcc≤5.75V。

MAX485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。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。

MAX485的几个应用电路

模块特点
1、板载MAX485芯片，是一款用于RS-485通信的低功耗、限摆率收发器
2、板载接5.08(mm)间距2P接线柱，方便RS-485通信接线
3、芯片全部引脚已经引出，可以通过单片机控制操作
4、工作电压：5V
5、板子尺寸：46(mm)x12(mm)

模块电原理图

相比TTL的通讯方式，RS485具有传输距离远，抗干扰能力强，能够串联大量RS485设备的特点。最重要的是，能兼容大量RS485协议的工业级设备。如果用户需要在多个设备之前保持长距离稳定通信，RS485是一个非常好的选择。

●    工作电压：5V
●    板载MAX485芯片
●    RS485通信功耗低
●    5.08mm间距2P端子
●    方便的RS-485通讯接线
●    板尺寸：44 x 14mm
●    它允许长距离1200米的串行通信

MAX-485 TTL至RS-485转换器模块的引脚

引脚名称                     引脚说明
VCC                                5V
A                  非反相接收器输入，非反相驱动器输出
B                   反相接收器输入，反相驱动器输出
GND                          GND（0V）
R0                          接收器输出（RX引脚）
RE                      接收器输出（低电平有效）
DE                     驱动器输出（高电平使能）
DI                         驱动器输入（TX引脚）

RS485由RS232和RS422发展而来，弥补了抗干扰能力差、通信距离短、速率低的缺点，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接在同一条主线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。

RS485可以采用二线和四线两种方式，二线制可以实现真正的多点双向通信．其主要特点如下：

    （1）RS485的接口信号电平比RS231-C低，不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，方便于TTL电路相连接。

    （2）RS485的数据最高传输速率为10Mbps．其平衡双绞线的长度与传输速率呈反比，在100Kbps速率下，才可能使用规定的最长电缆长度，只有在很短的距离下才能获得最高传输速率。

    （3）RS485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，即抗噪声干扰性好，因而通信距离远，最大传输距离大约为1200m，实际可达3000m。

    （4）RS485接口在总线上允许连接多达128个收发器，既具有多站能力．同时需要两个终端电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗．在短距离300m内传输时可不连接终端电阻。

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验七十六：TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
将Arduino上的数字引脚10、11设置为软串口RX和TX与MAX485模块上的RO和DI连接
MAX485模块上的RE和DE连接在一起用一个引脚2控制MAX485收发状态切换
*/

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial Master(10, 11); 
char val; 
int DE_RE=2;

void setup() {
  Serial.begin(38400);   
  Serial.println("Master is ready!");
  Master.begin(38400);
  pinMode(DE_RE,OUTPUT);  
  digitalWrite(DE_RE,LOW); 
}

void loop() { 
  while (Serial.available()) {
    digitalWrite(DE_RE,HIGH);
    val = Serial.read();
    Master.write(val);
  }

  digitalWrite(DE_RE,LOW);
  while(Master.available()) {
    val = Master.read();
    Serial.write(val);
  }
}

实验串口返回情况

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验七十六：TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
程序之二，主机代码
*/

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial Master(10, 11); 
char val[5]={'0','0','N','N','N'};             //定义一个数组，用来将从机地址和信息匹配
char address;                                  //定义从机地址
int DE_RE=2;
void setup() {
 Serial.begin(9600);                        //初始化
 Serial.println("Master is ready!");
 Master.begin(38400);
 pinMode(DE_RE,OUTPUT); 
 digitalWrite(DE_RE,LOW); 
}
void loop() 
{ 
 for(int i = 49 ; i < 51 ; i++)             //用来对每个从机进行一次大轮询
 {
//==========发送车位序号i=============================================//
     digitalWrite(DE_RE,HIGH);              //将主机设为发送状态
     address = i;                           //给从机发地址，此时是字符式，49对应1的字符串
     Master.write(address);                 //传唤对应号码的从机
     digitalWrite(DE_RE,LOW);               //然后立马换成接收状态 
     delay(500);                            //等一下从机反应，之前没有delay， 
                                             //maste.available还没反应过来，就过去了，加个 
                                             //delay刚刚好
                                             //或许等从机加了超声波，还得调delay的时间
                                   
//==========接收车位信息到数组val里===================================// 
     while(Master.available())              //等从机把数据发过来
    { 
     val[i-49] = Master.read();             //读车位信息到数组val
    }
 delay(1000);                               //小循环
 }                                          //整个for循环结束
 for(int a = 0 ; a < 5 ; a++)               //然后把整个字符串打印出来进行观察
    {
        Serial.print(a+1);
        Serial.println(val[a]); 
    }
 delay(2000);                               //最后一整个过程结束后，多等两秒钟
}

实验二串口返回情况

实验场景图