正在使用中的led顯示屏突然間因信號問題出現(xiàn)亂碼,，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輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性便成為工程師不得不面對的課題,。
信號在傳輸過程中,，隨著距離的增大而減弱。所以,，傳輸介質(zhì)的選擇則顯得尤為重要,。下面以RS-485作為遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳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(zhì)傳輸,，都會在傳輸過程中產(chǎn)生衰減。我們可以把RS-485傳輸電纜看成是由若干個電阻,、電感和電容聯(lián)合組成的等效電路,，如圖1所示。
導(dǎo)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條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。信號的損失主要是由于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,，信號衰減也會越大。常規(guī)電纜的衰減系數(shù)見表1.
除了信號衰減之外，影響信號傳輸?shù)牧硪粋€因素是信號反射,。阻抗不匹配和阻抗不連續(xù)是導(dǎo)致RS-485總線形成信號反射的兩個主要原因,。
①阻抗不匹配，阻抗不匹配主要是485芯片與通訊線路之間的阻抗不匹配,。之所以引起反射是因為在通訊線路空閑時,，整個通訊線路信號雜亂無章，一旦此類反射信號觸發(fā)了485芯片輸入端的比較器,，就會產(chǎn)生錯誤的信號,。我們通常的解決方法是將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,，這樣就不會出現(xiàn)不可預(yù)知的雜亂信號了。
②阻抗不連續(xù),，顧名思義,，與光從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(zhì)時所引起的反射是相似的。信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有,，信號在這個地方就會引起反射,。消除這種反射最常用的方法，是在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻,，使電纜的阻抗連續(xù),。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的,，因此，在通訊電纜的另一端同樣要跨接一個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(yīng)用中,，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等,，因此我們不能完全避免信號反射的發(fā)生,。
3、分布電容對RS-485總線傳輸性能的影響
4,、制定簡單可靠的RS-485通訊協(xié)議
當(dāng)通訊距離較短，應(yīng)用環(huán)境干擾小的情況下,，我們有時只需要簡單的單向通訊就能實現(xiàn)項目的所有功能,，但是大部分應(yīng)用環(huán)境并非如此理想。項目前期綜合布線的是否專業(yè)（比如信號線與動力線要保持一定的距離）,、通訊距離的不可決定性,、通訊線路周圍干擾程度、通訊線是否采用雙絞屏蔽線等等,，這些因素都給系統(tǒng)的正常通訊帶來極大的影響,。于是，制定一套完善的通訊協(xié)議就顯得尤為重要了,。
具體方法是將數(shù)據(jù)分包傳輸,，通過將每包數(shù)據(jù)加上幀頭和幀尾的方式將數(shù)據(jù)打包,，其中幀尾留一個字節(jié)作為校驗字節(jié)。下位機通過將自己計算的校驗字節(jié)與上位機傳輸過來的校驗字節(jié)作比較,，從而給上位機發(fā)出指令,，到底是重新發(fā)送剛剛那包數(shù)據(jù)還是接著下發(fā)下一包數(shù)據(jù)，就這樣一包發(fā)完再發(fā)下一包,，直至發(fā)完為止,。通過這樣一種校驗重發(fā)機制，我們就可以擯棄掉出錯的概率,，使得通訊系統(tǒng)正常運行,。
5、結(jié)語
在整個項目整改過程中,，我們先后采用了以下手段：由于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(shè)成可調(diào),，這樣可以根據(jù)調(diào)試過程中具體情況選擇合適的值；將通訊協(xié)議作了一些優(yōu)化,；通訊線纜的兩端加上120 Ω的終端電阻,。
