有很多可以用的串行通讯接口，有很多人不理解它们的差异还有什么时候应用它们。现如今市场上的编码器比过去任何时刻都更智能、更先进，需求技术工程师放弃更简单的正交增量传感器，并选用具备串行通讯接口的高速绝对值编码器。对于工业领域的应用，并非所有的串行通讯接口都是一样的。RS-485串行接口满足高速和工业稳健性的需求，已变成旋转编码器和其他运动控制设备广泛实施的接口。
那到底什么是RS-485串行接口呢？
RS-485是一种工业规范，界定了电气设备点对点通信的电气接口和物理层。RS-485串行接口标准容许在电噪音环境中达到比较长的布线间距，而且还可以支撑同一总线上的多个机器设备。
应该在何时何地采用RS-485串行接口呢？
RS-485串行接口其实在1998年创建该标准时就已用作广泛的计算机自动化系统。由于该标准容许多点（同一总线上的多个机器设备）和比较长的电缆长度，所以非常容易掌握它在工业和自动化领域的频繁应用。RS-485串行接口还可以在很多机器设备分布在巨大空间中的剧院应用中找到。
除此之外，RS-485串行接口标准带来的抗噪水平使接口十分常用。技术工程师不仅仅将它用作长距离布线，而且还将其应用到汽车行业等应用中，在这种应用中，不确定最终应用中会碰到怎么样的噪音。RS-485串行接口可以在高速、长电缆长度、电噪音环境还有同一总线上的多个机器设备上应用，使其变成大多数需要串行通讯接口的应用的智能达到。
RS-485串行接口标准
RS-485，也称为TIA-485或EIA-485，是为通信协议界定驱动器和接收器电气特性的标准。开放系统互连(OSI)模型试图描述通信系统的各个层，从最终应用到电气层，最终到物理层，图1。
图1：开放系统互连(OSI)模型
RS-485串行接口-OSI模型的物理层
OSI模型的物理层负责在机器设备和物理传输介质之间传输原始数据。它处理电信号到数字数据的转换，同时界定电压、时序、数据速率等。
RS-485串行接口应用两条信号线，“A”和“B”，它们必须是平衡和差分的。平衡数据信号是在双绞线电缆中共享一对的两条线，每条线上的阻抗相同。除了线路的匹配阻抗外，接收器和发射器还必须有匹配的阻抗。图2显示了一个典型的多点RS-485网络，其中每个机器设备都有一个差分RS-485收发器，机器设备之间的链路由双绞线电缆和终端电阻组成。
一定要注意，有很多种拓扑可用于排列机器设备，由于并非所有网络都是平等的，而且端接需求还有机器设备排列会各有不同。比如说，在下面的图2中，端接仅用于电缆的开头和结尾。
图2：典型的RS-485网络拓扑
平衡布线可在应用差分信号时大幅度降低噪音。这种数据信号“A”和“B”被称为差分对；某一个数据信号与原始数据信号匹配，而另外一个彻底反转，这就是为什么它有时候被称为互补数据信号的缘故。
在单端接口中，接收器将数据信号接地，并根据预定的电压电平（这种被称为逻辑电平，由于它们确定数据信号是逻辑高还是逻辑低）来解析数据信号状态。但是，在电压趋于降低和压摆率降低的比较长电缆间距上，有时候会产生数据信号错误。在差分应用中，主机生成原始单端数据信号，随后发送到差分发送器。该发送器创建差分对，根据电缆传送出来。生成两个数据信号后，接收器不再将电压电平参照到地，往往是将数据信号相互参照。这代表着接收器并不是找寻特定的电压电平，往往是始终查看差异两个数据信号之间。随后，差分接收器将这对数据信号重构回一个单端数据信号，主机机器设备可以使用主机所需的适当逻辑电平来解释该数据信号，图3。这种类型的接口还容许不同电压电平的设备运行根据差分收发器之间的通信将它们连接在一起。所有这种共同作用以克服单端应用在长电缆间距上可能发生的信号衰减。
图3：由差分驱动器驱动并由接收器重构的编码器输出
信号衰减并不是长电缆距离出现的唯一问题。电缆在系统内的时间越长，电气噪声和干扰进入电缆并最终进入电气系统的可能性就越大。当噪声耦合到电缆上时，它显示为不一样幅度的电压，但使用平衡双绞线电缆的好处是噪声在每条线路上均等地耦合到电缆。例如，一个正的1伏尖峰将导致A上的+1V和B上的+1V。因为差分接收器将信号彼此相减以获得重建信号，它会忽略两条线上同样显示的噪声,图4。差分接收器忽略两条信号线上同样电压的能力称为共模抑制。
图4：差分接收器忽略两个信号共有的噪声
RS-485串行接口关键物理层竞争优势其中之一是信号电压规范。RS-485串行接口不需要使用特定的总线电压，而是指定所需的最小差分电压，即信号A和B电压相互间的差值。总线要求接收器的最小差分电压为+/-200mV，通常所有RS-485设备都将具有同样的输入电压范围，尽管以不一样的电压进行传输。这意味着任何RS-485设备都能够接收-7至12V的电压范围，因此工程师可以设计具有该范围内任何传输电压的主机系统。这允许设计人员使用他们现有的电路板电压创建RS-485系统。
话虽如此，验证产品规格以确保设备支持标准的整个电压范围非常重要。例如，CUIDevices的RS-485编码器在板上使用3.3V，因此他们使用RS-4853.3V发射器。但是，它们还具有0到12V相互间的输入容差。如果可以满足+/-200mV的最小差分电压，这允许它们在0到12V相互间的很多个不一样传输电压下互享同样的RS-485总线而不会出现问题在接收器和发射器。这一点尤其重要，因为随着电缆长度的增加，信号线上的电压降也会增加。主机设备可以使用+/-1V的差分电压进行传输，但在较长的电缆长度上，该电压可能会降低到+/-200mV，这对于RS-485来说仍然是完全可以接受的，图5。
图5：RS-485最小总线信号电平
图6：定义了物理层的OSI模型
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