RS-485
TIA-485-A, also known as ANSI/TIA/EIA-485, TIA/EIA-485, EIA-485 or RS-485, is a standard defining the electrical characteristics of drivers and receivers for use in balanced digital multipoint systems. The standard is published by the Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Alliance(TIA/EIA). Digital communications networks implementing the EIA-485 standard can be used effectively over long distances and in electrically noisy environments. Multiple receivers may be connected to such a network in a linear, multi-drop configuration. These characteristics make such networks useful in industrial environments and similar applications.
The EIA once labeled all its standards with the prefix 'RS' (Recommended Standard), but the EIA-TIA officially replaced 'RS' with 'EIA/TIA' to help identify the origin of its standards. The EIA has officially disbanded and the standard is now maintained by the TIA. The RS-485 standard is superseded by TIA-485, but often engineers and applications guides continue to use the RS designation.
Overview
RS-485 enables the configuration of inexpensive local networks and multidrop communications links. It offers data transmission speeds of 35 Mbit/s up to 10 m and 100 kbit/s at 1200 m. Since it uses a differential balanced line over twisted pair (like RS-422), it can span relatively large distances (up to 4,000 feet (1,200 m)). A rule of thumb is that the speed in bit/s multiplied by the length in meters should not exceed 108. Thus a 50 meter cable should not signal faster than 2 Mbit/s.
In contrast to RS-422, which has a single driver circuit which cannot be switched off, RS-485 drivers need to be put in transmit mode explicitly by asserting a signal to the driver. This allows RS-485 to implement linear bus topologies using only two wires. The equipment located along a set of RS-485 wires are interchangeably called nodes, stations or devices.
The recommended arrangement of the wires is as a connected series of point-to-point (multidropped) nodes, i.e. a line or bus, not a star, ring, or multiply connected network. Ideally, the two ends of the cable will have a termination resistor connected across the two wires. Termination resistors also reduce electrical noise sensitivity due to the lower impedance, and bias resistors (see below) are required. The value of each termination resistor should be equal to the cable characteristic impedance (typically, 120 ohms for twisted pairs).
Star and ring topologies are not recommended because of signal reflections or excessively low or high termination impedance.
Figure1 Typical bias network together with termination
Somewhere along the set of wires, pull up or pull down resistors are established to fail-safe bias each data wire when the lines are not being driven by any device. This way, the lines will be biased to known voltages and nodes will not interpret the noise from undriven lines as actual data; without biasing resistors, the data lines float in such a way that electrical noise sensitivity is greatest when all device stations are silent or unpowered.
Standard scope and definition
RS-485 only specifies electrical characteristics of the generator and the receiver. It does not specify or recommend any communications protocol, only the physical layer. Other standards define the protocols for communication over an RS-485 link. The foreword to the standard recommends The Telecommunications Systems Bulletin TSB-89 which contains application guidelines, including data signaling rate，cable length,and configurations.
Section 4 defines the electrical characteristics of the generator (transmitter or driver), receiver, transceiver, and system. These characteristics include: definition of a unit load, voltage ranges, open circuit voltages, thresholds. It also defines three generator interface points (signal lines); 'A', 'B' and 'C'. The data is transmitted on 'A' and 'B'. 'C' is a ground reference. This section also defines the logic states 1 (off) and 0 (on), by the polarity between A and B terminals. If A is negative with respect to B, the state is binary 1. The reversed polarity (A , B-) is binary 0. The standard does not assign any logic function to the two states.
Master-slave arrangement
Often in a master-slave arrangement when one device dubbed 'the master' initiates all communication activity, the master device itself provides the bias and not the slave devices. In this configuration, the master device is typically centrally located along the set of RS-485 wires, so it would be two slave devices located at the physical end of the wires that would provide the termination. The master de
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RS-485
TIA-485-A,也被称为ANSI/TIA/EIA-485,TIA/EIA-485,EIA-485或者RS-485,定义了系统驱动器和接收器电气特性的标准，用于平衡数字多点系统。该标准是由电信工业协会/电子工业协会（TIA／EIA）出版。符合485标准的数字通信网络可在长距离和电气噪声的环境中有效地使用。多个接收器可以线性连接到这种网络，配置多条支路。这些特点使这种网络在工业环境和相似的应用程序中非常有用。EIA曾经用来标注所有带有“RS”前缀的标准（推荐标准），但是EIA-TIA正式用“EIA-TIA”代替“RS”是为了帮助辨识这种标准的本义。
概述
RS-485使廉价的本地网络配置和多支路通信链接成为可能。它能提供10米内35Mbit/s和1200米100kbit/s的数据传输速度。由于它在双绞线（如RS-232）上使用了差分平衡线，RS-485可以跨越相对较大的距离（可达4000英尺（1200米））。一条经验法则是以bit/s为单位的速度乘以以米为单位的长度不应超过10的8次方。因此，一条50米长的电缆不能以超过2Mbit/s的速度发送信号。
与具有单一且无法关闭的驱动电路的RS-422相比，RS-485需要通过给驱动发送一个信号来明确地进入传输模式。这使得RS-485只用两根导线就能实现线性总线拓扑结构。放置在一组RS-485线缆旁的设备可被灵活地称为节点、站或者设备。
线缆的推荐布局是一系列点对点（多支路）的节点的连接，即一条线或总线，不是一个星形，环形或者多个连接的网络。理想情况下，电缆的两端都会连接终端电阻。由于较低的阻抗，终端电阻也能降低电噪声的灵敏度，并且偏置电阻（见下文）是必须的。每一个终端电阻的阻值应该与电缆特性阻抗相等（对于双绞线来说通常是120欧姆）。因为信号的反射或者过高过低的终端电阻，星形和环形的拓扑结构是不推荐的。
图1 典型的偏置网络和终端
在沿着线缆的某处，当线路不被任何装置控制时，上拉或下拉电阻不能偏置每一组数据线。在这种情况下，线路将偏向于已知的电压和节点并且不能说明作为实测数据无驱动线路的噪声。没有偏置电阻，当所有设备站不动作或掉电时电噪声灵敏度达到最大，数据线会在这种情况下波动。
标准的范围和定义
RS-485只规定了发送端和接收端的电气特性，它不指定或推荐任何通信协议，并且只有物理层。其他标准也基于RS-485定义了通信协议。包含了应用指南的电信系统公告tsb-89，包括数据信号速率，电缆长度和配置。
- 定义了发送端的电气特性（发射器或驱动），接收器，收发器和系统。这些特性包括对单位负载，电压范围，开路电压，阀值的定义。它还定义了发送端的三个接口（信号线）:“A”,“B”和“C”，数据在A和B上传输，C是一个接地的参考点。本部分还通过A和B终端之间的极性定义了逻辑状态1（关）和0（开）。如果A是负B是正，逻辑状态就是二进制1，相反A是正B是负，逻辑状态就是二进制0。这种标准没有指定两种状态的任何逻辑函数。
主从结构
通常在一个主从结构中，当一个被称为主机的设备发出所有通信活动时，主机自身提供偏置而不是从机。在这种结构中主机通常位于RS-485总线的中心，所以位于线缆物理位置末端的两台从机将提供终止信号。如果主机位于线缆物理位置末端，主机自身将提供终止信号，但这往往是一个糟糕的设计，因为主机位于两台从机的中间更好，这样可以最大限度地提高信号强度，线缆的距离和速度。在多个节点位置施加偏置可能导致违反RS-485规范而造成通信故障。
三线连接
图2
在发送端和接收端之间的三线连接可能限制施加在接收器输入端的共模电压。
全双工操作
RS-485和RS-422一样可以采用四线全双工，因为RS-485是一种多点的通信协议，但是在很多情况下这是不必要的。RS-485和RS-422在一定限制下可以交互操作。
RS-485和其他格式的转换可以允许个人计算机使用远程设备来通信。大型的RS-485总线可以通过“中继器”和“多中继器”来构建。TIA/EIA-485-A的应用指南TSB-89A有一张图被称为“星形结构”，这种结构不被推荐。集线器/星形系统（“多中继器”）对于容易维护的系统是非常可行的，而且不会违背任何RS-485协议。中继器可以延长网络距离，增加节点数量。
应用
RS-485信号被广泛应用于计算机和自动化系统。在计算机系统中，可以使用SCSI-2和SCSI-3规范来实现控制器和磁盘驱动器在物理层上的数据传输。RS-485总线用于商用飞机客舱，车辆总线的低速数据通信，它需要的线缆很少，并且几个座位之间可以共享线缆，从而减轻重量。在戏剧和表演场馆RS-485网络用于控制照明，其他系统使用DMX512协议。
RS-485是最简单的总线，电缆长度足够长可以理想地连接远程设备，这使得RS-485总线常常用于楼宇自动化。它可以用来控制视频监控系统或连接安全控制面板和设备，如门禁、读卡器。RS-485总线也可以用于铁路模型：控制网络/个人电脑的布局，在这种情况下的连接设备是8P8C或者RJ45。虽然许多应用程序使用RS-485信号等级，但是速度，格式以及数据传输协议不是通过RS-485指定的。不同生产商生产的相似设备的交互操作性不会只因为服从信号等级而得到保证。
连接器
RS-485不指定任何连接器或引脚说明。电路可能会被螺丝端子、超小型连接器、或其他类型的连接器关断。
引脚标注
SC引脚是可选参考电压连接。当引脚B闲置时，B为正极（相对于A来说）。除了引脚A和引脚B，EIA标准还规定了第三个互联引脚C，这是常见的信号参考地。
这些引脚名称都被用在各种设备上，但是由EIA规定的实际标准只使用A和B。然而，尽管有明确的标准，区分哪个引脚是哪个引脚依然很难。
RS-485信号规范规定：信号A是反向或“-”引脚，信号B是正向或“ ”引脚。
AT89S51
我们都知道，单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它很小，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统。到了今天，最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、输入输出等复杂的系统集成在一块芯片上。开始时，单片机也曾被称为单片微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。在如今的单片机领域，89S51已经成为了佼佼者，其依靠自身的优异性能和最新技术，赢得了越来越多的用户青睐。现在，我们就来介绍此种单片机。 AT89S51 (8位微控制单片机，片内含4K bytes可系统编程的存储器)，AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场介,可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数：与MCS-51 产品指令系统完全兼容,4k字节在线系统编程(ISP) Flash闪速存储器, 1000次擦写周期 ,4.0 -5. 5V的工作电压范围,全静态工作模式：0Hz-33MHz, 三级程序加密锁 128times;8字节内部RAM 32个可编程I/O口线 2个16位定时/计数器 6个中断源,全双工串行UART通道,低功耗空闲和掉电模式, 中断可从空闲模式唤醒系统, 看门狗(WDT)及双数据指针,掉电标识和快速编程特性,灵活的在线系统编程(ISP一字节或页写模式)。
AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM， 32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
Vcc： 电源电压。GND：地。 P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写1可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，囚为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(In)。Flash编程和程序校验期间 P 1接收低8位地址。P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，囚为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(In)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR指令)时，P2口送出高 8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @Ri指令)时，P2口线卜的内容(也即特殊功能寄存器（SFR)区中P2寄存器的内容)，在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入1时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（In）。 P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能。 P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR 的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，囚此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR)区中的8EH单元的D0位置位，可禁正ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。 PSEN：程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令(或数据)时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程
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