在MCU之間中長距離通信的諸多方案中，RS-485因硬件設計簡單、控製方便、成本低廉等優點廣泛應用於工廠自動化、工業控製、小區監控、水利自動報測等領域。但RS-485總線在抗幹擾、自適應、通信效率等方麵仍存在缺陷，一些細節的處理不當常會導致通信失敗甚至係統癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運行可靠性至關重要。
　　
　　一、RS-485接口電路的硬件設計
　　
　　1、總線匹配
　　
　　　　總線匹配有兩種方法，一種是加匹配電阻，如圖1a所示。位於總線兩端的差分端口VA與VB之間應跨接120Ω匹配電阻，以減少由於不匹配而引起的反射、吸收噪聲，有效地抑製了噪聲幹擾。但匹配電阻要消耗較大電流，不適用於功耗限製嚴格的係統。
　　
　　
　　
　　
　　　　另外一種比較省電的匹配方案是RC 匹配（圖2 ）利用一隻電容C 隔斷直流成分，可以節省大部分功率，但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。除上述兩種外還有一種采用二極管的匹配方案（圖3），這種方案雖未實現真正的匹配，但它利用二極管的鉗位作用，迅速削弱反射信號達到改善信號質量的目的，節能效果顯著。
　　
　　 　
　　
　　2、RO及DI端配置上拉電阻
　　
　　　異步通信數據以字節的方式傳送，在每一個字節傳送之前，先要通過一個低電平起始位實現握手。為防止幹擾信號誤觸發RO（接收器輸出）產生負跳變，使接收端MCU進入接收狀態，建議RO外接10kΩ上拉電阻。
　　
　　3、保證係統上電時的RS-485芯片處於接收輸入狀態
　　
　　　　對於收發控製端TC建議采用MCU引腳通過反相器進行控製，不宜采用MCU引腳直接進行控製，以防止MCU上電時對總線的幹擾，如圖4所示。
　　
　　　4、總線隔離
　　
　　　RS-485總線為並接式二線製接口，一旦有一隻芯片故障就可能將總線“拉死”，因此對其二線口VA、VB與總線之間應加以隔離。通常在VA、VB與總線之間各串接一隻4~10Ω的PTC電阻，同時與地之間各跨接5V的TVS二極管，以消除線路浪湧幹擾。如沒有PTC電阻和TVS二極管，可用普通電阻和穩壓管代替。
　　
　　5、合理選用芯片
　　
　　　　例如，對外置設備為防止強電磁（雷電）衝擊，建議選用TI的75LBC184等防雷擊芯片，對節點數要求較多的可選用SIPEX的SP485R。
　　
　　二、RS-485網絡配置
　　
　　1、網絡節點數
　　
　　　　網絡節點數與所選RS-485芯片驅動能力和接收器的輸入阻抗有關，如75LBC184標稱最大值為64點，SP485R標稱最大值為400點。實際使用時，因線纜長度、線徑、網絡分布、傳輸速率不同，實際節點數均達不到理論值。例如75LBC184運用在500m分布的RS-485網絡上節點數超過50或速率大於9.6kb/s時，工作可靠性明顯下降。通常推薦節點數按RS-485芯片最大值的70%選取，傳輸速率在1200~9600b/s之間選取。通信距離1km以內，從通信效率、節點數、通信距離等綜合考慮選用4800b/s最佳。通信距離1km以上時，應考慮通過增加中繼模塊或降低速率的方法提高數據傳輸可靠性。
　　
　　2、節點與主幹距離
　　
　　　　理論上講，RS-485節點與主幹之間距離（T頭，也稱引出線）越短越好。T頭小於10m的節點采用T型，連接對網絡匹配並無太大影響，可放心使用，但對於節點間距非常小（小於1m，如LED模塊組合屏）應采用星型連接，若采用T型或串珠型連接就不能正常工作。RS-485是一種半雙工結構通信總線，大多用於一對多點的通信係統，因此主機（PC）應置於一端，不要置於中間而形成主幹的T型分布。
　　
　　三、提高RS-485通信效率
　　
　　　　RS-485通常應用於一對多點的主從應答式通信係統中，相對於RS-232等全雙工總線效率低了許多，因此選用合適的通信協議及控製方式非常重要。
　　
　　1、總線穩態控製（握手信號）
　　
　　　　大多數使用者選擇在數據發送前1ms將收發控製端TC置成高電平，使總線進入穩定的發送狀態後才發送數據；數據發送完畢再延遲1ms後置TC端成低電平，使可靠發送完畢後才轉入接收狀態。據筆者使用TC端的延時有4個機器周期已滿足要求；
　　
　　2、為保證數據傳輸質量，對每個字節進行校驗的同時，應盡量減少特征字和校驗字
　　
　　　　慣用的數據包格式由引導碼、長度碼、地址碼、命令碼、數據、校驗碼、尾碼組成，每個數據包長度達20~30字節。在RS-485係統中這樣的協議不太簡練。推薦用戶使用MODBUS協議，該協議已廣泛應用於水利、水文、電力等行業設備及係統的國際標準中。
　　
　　　四、RS-485接口電路的電源、接地
　　
　　　　對於由MCU結合RS-485微係統組建的測控網絡，應優先采用各微係統獨立供電方案，最好不要采用一台大電源給微係統並聯供電，同時電源線（交直流）不能與RS -485信號線共用同一股多芯電纜。RS-485信號線宜選用截麵積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線。對於每個小容量直流電源選用線性電源LM7805比選用開關電源更合適。當然應注意LM7805的保護：
　　
　　1、LM7805輸入端與地應跨接220~1000μF電解電容；
　　
　　2、LM7805輸入端與輸出端反接1N4007二極管；
　　
　　3、LM7805輸出端與地應跨接470~1000μF電解電容和104pF獨石電容並反接1N4007二極管；
　　
　　4、輸入電壓以8~10V為佳，最大允許範圍為6.5~24V。可選用TI的PT5100替代LM7805，以實現9～38V的超寬電壓輸入。
　　
　　　　五、光電隔離
　　
　　　　在某些工業控製領域，由於現場情況十分複雜，各個節點之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模幹擾的能力，但當共模電壓超過RS-485接收器的極限接收電壓，即大於+12V或小於－7V時，接收器就再也無法正常工作了，嚴重時甚至會燒毀芯片和儀器設備。
　　
　　　　解決此類問題的方法是通過DC-DC將係統電源和RS-485收發器的電源隔離；通過光耦將信號隔離，徹底消除共模電壓的影響。實現此方案的途徑可分為：
　　
　　1、用光耦、帶隔離的DC-DC、RS-485芯片構築電路；
　　
　　2、使用二次集成芯片，如PS1480、MAX1480等。
　　
　　　六、RS-485係統的常見故障及處理方法
　　
　　　　RS-485是一種低成本、易操作的通信係統，但是穩定性弱同時相互牽製性強，通常有一個節點出現故障會導致係統整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷。故向讀者介紹一些維護RS-485的常用方法。
　　
　　1、若出現係統完全癱瘓，大多因為某節點芯片的VA、VB對電源擊穿，使用萬用表測VA、VB間差模電壓為零，而對地的共模電壓大於3V，此時可通過測共模電壓大小來排查，共模電壓越大說明離故障點越近，反之越遠；
　　
　　2、總線連續幾個節點不能正常工作。一般是由其中的一個節點故障導致的。一個節點故障會導致鄰近的2～3個節點（一般為後續）無法通信，因此將其逐一與總線脫離，如某節點脫離後總線能恢複正常，說明該節點故障；
　　
　　3、集中供電的RS-485係統在上電時常常出現部分節點不正常，但每次又不完全一樣。這是由於對RS-485的收發控製端TC設計不合理，造成微係統上電時節點收發狀態混亂從而導致總線堵塞。改進的方法是將各微係統加裝電源開關然後分別上電；
　　
　　4、係統基本正常但偶爾會出現通信失敗。一般是由於網絡施工不合理導致係統可靠性處於臨界狀態，最好改變走線或增加中繼模塊。應急方法之一是將出現失敗的節點更換成性能更優異的芯片；
　　
　　5、因MCU故障導致TC端處於長發狀態而將總線拉死一片。提醒讀者不要忘記對TC端的檢查。盡管RS-485規定差模電壓大於200mV即能正常工作。但實際測量：一個運行良好的係統其差模電壓一般在1.2V左右（因網絡分布、速率的差異有可能使差模電壓在0.8~1.5V範圍內）。