RS-485是一種雙工通信系統(tǒng)，其中同一總線上的多個(gè)設(shè)備可以雙向通信。RS485通信接口最常用作半雙工，如上圖所示，只有一條通信線路（“A”和“B”成對(duì)）。在半雙工中，設(shè)備輪流使用同一條線路，在該線路中主機(jī)將斷言對(duì)總線的控制并發(fā)送命令，所有其他設(shè)備都在監(jiān)聽。預(yù)期的接收者將偵聽其地址，然后該設(shè)備將斷言控制并做出響應(yīng)。相反，在全雙工系統(tǒng)中，例如串行外設(shè)接口(SPI射頻模塊)或通用異步收發(fā)器 (UART串口模塊)，主機(jī)和從設(shè)備可以使用專用輸入和輸出線同時(shí)通信。
在數(shù)據(jù)層，RS485接口通常使用 UART 進(jìn)行串行通信，主機(jī)UART以全雙工方式驅(qū)動(dòng)和接收串行通信。它連接到構(gòu)成物理層的RS485接口通信差分收發(fā)器，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為半雙工差分格式，以便在RS485總線上使用。然后主機(jī)將通過UART與RS485端口之間通信，它會(huì)告訴收發(fā)器何時(shí)在發(fā)送和接收之間切換。從設(shè)備也將以同樣的方式使用它們的UART。
具有專用發(fā)送和接收線路的UART串口模塊允許它以全雙工、半雙工甚至單工方式運(yùn)行，這意味著數(shù)據(jù)只能通過一條線路輸出或輸入。由于RS485接口通信通常是半雙工的，因此連接到它的UART也將以半雙工方式運(yùn)行。
圖7：UART 轉(zhuǎn) RS-485 的常見用途
UART 接口是異步的，這意味著通信不包括時(shí)鐘。主機(jī)和從機(jī)設(shè)備必須使用自己的內(nèi)部時(shí)鐘，并且兩個(gè)設(shè)備都必須知道數(shù)據(jù)將以何種時(shí)鐘速率傳輸。這與串行外設(shè)接口 (SPI) 等同步系統(tǒng)不同，其中一條信號(hào)線包含一個(gè)時(shí)鐘，總線上的監(jiān)聽設(shè)備可以在該時(shí)鐘上捕獲數(shù)據(jù)。
此外，UART 通常具有大多數(shù)設(shè)備將使用的標(biāo)準(zhǔn)格式，但可以配置許多選項(xiàng)來更改標(biāo)準(zhǔn)。UART 的空閑狀態(tài)是高電壓，因此要開始傳輸，UART 使用一個(gè)稱為起始位的低脈沖，然后是 8 位數(shù)據(jù)，并以高停止位完成，圖 8。
圖8：UART 數(shù)據(jù)幀
主處理器將使用一個(gè)IO 引腳將 RS-485 收發(fā)器置于發(fā)送模式，并將一個(gè)字節(jié)從 UART TX 線發(fā)送到 RS-485 收發(fā)器的數(shù)據(jù)（D 或 DI）線。收發(fā)器會(huì)將單端 UART 比特流轉(zhuǎn)換為 A 和 B 線上的差分比特流，圖 3。數(shù)據(jù)離開收發(fā)器后，主機(jī)立即將收發(fā)器模式切換為接收。從機(jī)系統(tǒng)是相同的，這意味著從機(jī) RS-485 收發(fā)器接收傳入的比特流，將其轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，并通過從機(jī)的 UART RX 線將其發(fā)送到主機(jī)設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備準(zhǔn)備好響應(yīng)時(shí)，它會(huì)像主機(jī)最初那樣發(fā)送，而主機(jī)現(xiàn)在接收，圖 9。
圖9：主機(jī)通過RS-485總線發(fā)送命令，從機(jī)響應(yīng)示意圖
圖10：定義了數(shù)據(jù)鏈路層的 OSI 模型
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