正在使用中的led顯示屏突然間因信號問題出現亂(luan) 碼，如果是在某次重大開幕式上，那損失是無法彌補的。因此如何提高信號傳(chuan) 輸的可靠性和穩定性便成為(wei) 工程師不得不麵對的課題。

　　信號在傳(chuan) 輸過程中，隨著距離的增大而減弱。所以，傳(chuan) 輸介質的選擇則顯得尤為(wei) 重要。下麵以RS-485作為(wei) 遠距離數據傳(chuan) 輸線時要注意的事項。

　　1、信號的衰減

　　不難理解，信號無論借助何種介質傳(chuan) 輸，都會(hui) 在傳(chuan) 輸過程中產(chan) 生衰減。我們(men) 可以把RS-485傳(chuan) 輸電纜看成是由若幹個(ge) 電阻、電感和電容聯合組成的等效電路，如圖1所示。

　　導線的電阻對信號的影響很小，可以忽略不計。電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩(liang) 條平行導線產(chan) 生。信號的損失主要是由於(yu) 電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。通訊波特率越高，信號衰減也會(hui) 越大。常規電纜的衰減係數見表1.　

　　因此，在傳(chuan) 輸數據量不是很大，傳(chuan) 輸速率要求不是很高的情況下，通常我們(men) 采用9 600 bps的波特率。

       2、通信線路中的信號反射

　　除了信號衰減之外，影響信號傳(chuan) 輸的另一個(ge) 因素是信號反射。阻抗不匹配和阻抗不連續是導致RS-485總線形成信號反射的兩(liang) 個(ge) 主要原因。

　　①阻抗不匹配，阻抗不匹配主要是485芯片與(yu) 通訊線路之間的阻抗不匹配。之所以引起反射是因為(wei) 在通訊線路空閑時，整個(ge) 通訊線路信號雜亂(luan) 無章，一旦此類反射信號觸發了485芯片輸入端的比較器，就會(hui) 產(chan) 生錯誤的信號。我們(men) 通常的解決(jue) 方法是將RS-485總線的A、B線加上一定阻值的偏置電阻，分別拉高和拉低，這樣就不會(hui) 出現不可預知的雜亂(luan) 信號了。

　　②阻抗不連續，顧名思義(yi) ，與(yu) 光從(cong) 一種媒質進入另一種媒質時所引起的反射是相似的。信號在傳(chuan) 輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號在這個(ge) 地方就會(hui) 引起反射。消除這種反射最常用的方法，是在電纜的末端跨接一個(ge) 與(yu) 電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續。由於(yu) 信號在電纜上的傳(chuan) 輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端同樣要跨接一個(ge) 相同大小的終端電阻，如圖2所示。

　　通過這種方法可以一定程度減弱信號反射的影響。但是，在實際應用中，由於(yu) 傳(chuan) 輸電纜的特性阻抗與(yu) 通訊波特率等應用環境有關(guan) ，特性阻抗不可能與(yu) 終端電阻完全相等，因此我們(men) 不能完全避免信號反射的發生。

　　3、分布電容對RS-485總線傳(chuan) 輸性能的影響

　　RS-485傳(chuan) 輸電纜通常多為(wei) 雙絞線，雙絞線的兩(liang) 條平行導線之間即會(hui) 產(chan) 生電容。同時，電纜和大地之間也同樣存在類似很小的電容。由於(yu) RS-485總線上傳(chuan) 輸的信號是由無數的“1”和“0”位所組成的，所以當遇到0x01等特殊字節時，電平“0”使得分布電容得到充足的時間充電，而當電平“1”突然來到時，電容集聚的電荷不能在短時間之內(nei) 放掉，因此導致信號位的變形，從(cong) 而影響了整個(ge) 數據傳(chuan) 輸的質量。

　　所以，一方麵我們(men) 要盡量選用分布電容較小即質量較好的線纜作為(wei) 通信線，另一方麵盡量降低通訊的波特率，給電容充足的時間去放電。

　　4、製定簡單可靠的RS-485通訊協議

　　當通訊距離較短，應用環境幹擾小的情況下，我們(men) 有時隻需要簡單的單向通訊就能實現項目的所有功能，但是大部分應用環境並非如此理想。項目前期綜合布線的是否專(zhuan) 業(ye) （比如信號線與(yu) 動力線要保持一定的距離）、通訊距離的不可決(jue) 定性、通訊線路周圍幹擾程度、通訊線是否采用雙絞屏蔽線等等，這些因素都給係統的正常通訊帶來極大的影響。於(yu) 是，製定一套完善的通訊協議就顯得尤為(wei) 重要了。

　　具體(ti) 方法是將數據分包傳(chuan) 輸，通過將每包數據加上幀頭和幀尾的方式將數據打包，其中幀尾留一個(ge) 字節作為(wei) 校驗字節。下位機通過將自己計算的校驗字節與(yu) 上位機傳(chuan) 輸過來的校驗字節作比較，從(cong) 而給上位機發出指令，到底是重新發送剛剛那包數據還是接著下發下一包數據，就這樣一包發完再發下一包，直至發完為(wei) 止。通過這樣一種校驗重發機製，我們(men) 就可以擯棄掉出錯的概率，使得通訊係統正常運行。

　　5、結語

　　在整個(ge) 項目整改過程中，我們(men) 先後采用了以下手段：由於(yu) 通訊線和動力電源線之間距離很近，且通訊線無屏蔽層，所以我們(men) 對所有通訊線纜進行更換；上位機和下位機均將通訊波特率設成可調，這樣可以根據調試過程中具體(ti) 情況選擇合適的值；將通訊協議作了一些優(you) 化；通訊線纜的兩(liang) 端加上120 Ω的終端電阻。