丁元英說：“悟道休言天命，修行勿取真經(jīng)。一悲一喜一枯榮，哪個(gè)前生注定？袈裟本無清凈，紅塵不染性空。幽幽古剎千年鐘，都是癡人說夢(mèng)?！痹捳f485接口我是使用很長(zhǎng)時(shí)間了，自以為很理解了，卻不想還是碰到了個(gè)“接收數(shù)據(jù)亂碼”的問題，懷疑、排查了一通之后，最后發(fā)現(xiàn)是沒有“共地”造成的，因此不得不再好好梳理下RS485接口“共地”的問題了。

差分信號(hào)是一對(duì)大小相等而極性相反的對(duì)稱信號(hào)，用于傳輸有用的信號(hào)。共模信號(hào)是作用于差分信號(hào)線上的一對(duì)大小相等極性也相同的信號(hào)，共模信號(hào)往往來自于外部干擾。差分信號(hào)在接收端是靠差分放大器來檢測(cè)的。差分放大器只對(duì)兩路輸入信號(hào)之間的差值起放大作用，而對(duì)兩路輸入信號(hào)共同對(duì)地的電位不起作用。在差分信號(hào)傳輸過程中會(huì)遇到外部干擾信號(hào)，但是，由于兩根差分信號(hào)線始終在一起，因此干擾信號(hào)一般都會(huì)同時(shí)作用在兩根信號(hào)線上，形成疊加在兩根信號(hào)線上大小相等相位也相同的共模信號(hào)，因此差分傳輸?shù)男盘?hào)對(duì)外部干擾具備很強(qiáng)的抗干擾能力。而RS-485接口顯著特點(diǎn)是信號(hào)采用“差分”的方式傳輸，因此抗干擾能力很強(qiáng)，通信距離也比RS-232遠(yuǎn)得多。

共模干擾問題盡管不影響正常通訊，但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，如RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。當(dāng)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A的輸出共模電壓為VOS，由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)，存在著地電位差VGPD。那么，接收器輸入端的共模電壓VCM就會(huì)達(dá)到VCM=VOS+VGPD。雖然RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOS≤3V，但VGPD可能會(huì)有很大幅度（十幾伏甚至數(shù)十伏），并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)，致使接收器共模輸入VCM超出正常范圍，并在傳輸線路上產(chǎn)生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞通信接口電路。

所以，RS-485盡管采用差分平衡傳輸方式，但對(duì)整個(gè)RS-485網(wǎng)絡(luò)，必須有一條低阻的信號(hào)地。一條低阻的信號(hào)地將兩個(gè)接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓VGPD被短路。這條信號(hào)地可以是額外的一條線（非屏蔽雙絞線）或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層（但抗干擾能力將下降） ，分別連接兩頭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)平衡線接口 。這樣一來，RS-485通信可以是半雙工的，僅需要3根線（A/B、GND）；也可以是全雙工的，需要5根線（TX+/TX-、RX+/RX-、GND）。當(dāng)然，不接地線，在很多場(chǎng)合是能正常工作的；所以不少人就認(rèn)為半雙工只需要A/B信號(hào)線就可以了。我這幾天測(cè)試，就碰到了RS485共地的問題。我的使用場(chǎng)景是這樣的：

簡(jiǎn)單描述下數(shù)據(jù)流：一端PC數(shù)據(jù)經(jīng)USB轉(zhuǎn)485模塊，和電路板1的485接口連接，經(jīng)無線發(fā)射出去；電路板2將接收到的無線數(shù)據(jù)，經(jīng)485接口和USB轉(zhuǎn)485模塊連接，再由USB接口給另一端的PC。反之也成立，是雙向的數(shù)據(jù)流。 供電是采用一個(gè)AC/DC電源給電路板1供電，采用另一個(gè)AC/DC電源給電路板2供電。 我碰到的問題是這樣的：

1、若485接口部分只接A/B線（接法一），發(fā)現(xiàn)PC端接收到的數(shù)據(jù)有亂碼。

2、若485接口部分接A/B/GND線（接法二），PC端接收到的數(shù)據(jù)是正常的。

3、分析下整個(gè)鏈路，按接法一，電路板1（或電路板2）與USB轉(zhuǎn)485模塊及PC是沒有共地的；而按接法二，電路板1（或電路板2）與USB轉(zhuǎn)485模塊及PC是共地的。這就是問題所在！

下面總結(jié)下：半雙工RS485接口不接地線，是有隱患的，這有二個(gè)原因：

（1）共模干擾問題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。因?yàn)镽S-485是總線方式的傳輸，總線上有很多的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。

（2）EMI電磁兼容性問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)信號(hào)地這個(gè)低阻的返回通道，信號(hào)中的共模部分就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。即使接地后，如果接口不加保護(hù)，還是經(jīng)常容易損壞。因?yàn)槔讚?、電源波?dòng)、感應(yīng)開關(guān)和靜電放電會(huì)通過產(chǎn)生較大瞬變電壓和浪涌電流都會(huì)對(duì)接口造成損害，采用磁隔離是性價(jià)比最高的方案。

最后奉上“RS485布線規(guī)范”，可以參考下：

1、485信號(hào)線不可以和電源線一同走線。

2、485信號(hào)線可以使用屏蔽線作為布線，也可以使用非屏蔽線作為布線。

3、選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網(wǎng)線就可以。有不良商人利用某種合金來頂替銅絲來做網(wǎng)線，在外面鍍銅以蒙混客戶。具體區(qū)別方法：看網(wǎng)線截面，如果是銅色的話，就是銅絲，如為白色，則是用合金以次充好。合金一般比較脆，容易斷，而且導(dǎo)電性遠(yuǎn)不如銅絲，很容易在工程施工中造成問題。線材一般那建議選擇標(biāo)準(zhǔn)的485線，其為屏蔽雙絞線，傳輸線不是像網(wǎng)線那樣為單股的銅絲，而是多股銅絲絞在一起形成一根線，從而即使某根小銅絲斷掉，也不會(huì)影響整個(gè)的使用。

4、借助485集線器和485中繼器可以任意布設(shè)成星型接線與樹形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線，一旦沒有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹形連接，很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在485布線過程中，使用了星型接線和樹形接線，有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定，但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問題，又很難查找原因，一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。

5、485總線必須要接地。嚴(yán)格的說，485總線必須要單點(diǎn)可靠接地，即整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地，不能多點(diǎn)接地，因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持一致，防止共模干擾，如果多點(diǎn)接地適得其反?？煽拷拥貢r(shí)整個(gè)485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓一致，因?yàn)樵趯?shí)際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連接，但是沒有將屏蔽線作良好的連接，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持一致，導(dǎo)致共模干擾。 編輯：黃飛