Каква е първо концепцията на интерфейса RS485?
Накратко, това е стандарт за електрически характеристики, който се определя от Асоциацията на телекомуникационната индустрия и Алианса на електронните индустрии. Цифровата комуникационна мрежа, използваща този стандарт, може ефективно да предава сигнали на големи разстояния и в среди с висок електронен шум. RS-485 прави възможно конфигурирането на евтини локални мрежи и многоклонови комуникационни връзки.
RS485 има два вида окабеляване: двупроводна система и четирипроводна система. Четирипроводната система може да постигне само комуникация от точка до точка и сега рядко се използва. Понастоящем най-често се използва двупроводният метод на окабеляване.
При слаботоково инженерство RS485 комуникацията обикновено приема комуникационен метод главен-подчинен, тоест един хост с множество подчинени устройства.
Ако имате дълбоко разбиране на RS485, ще откриете, че вътре наистина има много знания. Затова ще изберем някои проблеми, които обикновено разглеждаме при слабо електричество, за да могат всички да ги научат и разберат.
RS-485 Електрически разпоредби
Поради развитието на RS-485 от RS-422, много електрически разпоредби на RS-485 са подобни на RS-422. Ако се приеме балансирано предаване, терминиращите резистори трябва да бъдат свързани към предавателната линия. RS-485 може да приеме двупроводни и четирипроводни методи, а двупроводната система може да постигне истинска многоточкова двупосочна комуникация, както е показано на фигура 6.
Когато се използва четирипроводна връзка, като RS-422, може да се постигне само комуникация от точка до точка, тоест може да има само едно главно устройство, а останалите са подчинени устройства. Въпреки това, той има подобрения в сравнение с RS-422 и може да свърже още 32 устройства към шината, независимо от четирипроводния или двупроводния метод на свързване.
Изходното напрежение на RS-485 в общ режим е между -7V и +12V, а минималният входен импеданс на RS-485 приемника е 12k; RS-485 драйверът може да се прилага в RS-422 мрежи. RS-485, подобно на RS-422, има максимално разстояние на предаване от приблизително 1219 метра и максимална скорост на предаване от 10Mb/s. Дължината на балансираната усукана двойка е обратно пропорционална на скоростта на предаване и определената максимална дължина на кабела може да се използва само когато скоростта е под 100kb/s. Най-високата скорост на предаване може да се постигне само на много кратко разстояние. Обикновено максималната скорост на предаване на усукана двойка с дължина 100 метра е само 1Mb/s. RS-485 изисква два крайни резистора със стойност на съпротивление, равна на характеристичния импеданс на предавателния кабел. При предаване на правоъгълно разстояние няма нужда от терминиращ резистор, който обикновено не се изисква под 300 метра. Крайният резистор е свързан в двата края на предавателната шина.
Ключови точки за мрежова инсталация на RS-422 и RS-485
RS-422 може да поддържа 10 възела, докато RS-485 поддържа 32 възела, така че множество възли образуват мрежа. Топологията на мрежата обикновено приема структура на шина, съответстваща на терминала, и не поддържа мрежи с пръстен или звезда. Когато изграждате мрежа, трябва да имате предвид следните точки:
1. Използвайте кабел с усукана двойка като шина и свържете всеки възел последователно. Дължината на изходящата линия от шината до всеки възел трябва да бъде възможно най-къса, за да се сведе до минимум въздействието на отразения сигнал в изходящата линия върху сигнала на шината.
2. Трябва да се обърне внимание на непрекъснатостта на характеристичния импеданс на шината и ще се получи отражение на сигнала при класификацията на прекъсванията на импеданса. Следните ситуации могат лесно да доведат до това прекъсване: различни секции на шината използват различни кабели, или има твърде много трансивъри, инсталирани близо един до друг в определена секция на шината, или твърде дълги разклонителни линии се извеждат към шината.
Накратко, трябва да бъде осигурен единичен непрекъснат сигнален канал като шина.
Как да вземем предвид дължината на предавателния кабел, когато използвате интерфейса RS485?
Отговор: Когато използвате интерфейса RS485, максималната дължина на кабела, разрешена за предаване на сигнал за данни от генератора до товара на конкретна преносна линия, е функция на скоростта на сигнала за данни, която е ограничена главно от изкривяване на сигнала и шум. Кривата на връзката между максималната дължина на кабела и скоростта на сигнала, показана на следващата фигура, е получена с помощта на телефонен кабел с усукана двойка с медна сърцевина 24AWG (с диаметър на проводника 0,51 mm), с байпасен капацитет между линия 52,5PF/M, и съпротивление на натоварване на терминала от 100 ома.
Когато скоростта на сигнала за данни намалее до под 90Kbit/S, като се приеме, че максималната допустима загуба на сигнал е 6dBV, дължината на кабела е ограничена до 1200M. Всъщност кривата на фигурата е много консервативна и при практическа употреба е възможно да се постигне дължина на кабела, по-голяма от нея.
При използване на кабели с различни диаметри на проводника. Получената максимална дължина на кабела е различна. Например, когато скоростта на сигнала за данни е 600Kbit/S и се използва кабел 24AWG, от фигурата може да се види, че максималната дължина на кабела е 200m. Ако се използва кабел 19AWG (с диаметър на проводника 0,91 mm), дължината на кабела може да бъде по-голяма от 200 m; Ако се използва кабел 28AWG (с диаметър на проводника 0,32 mm), дължината на кабела може да бъде само по-малка от 200 m.
Как да се постигне многоточкова комуникация на RS-485?
Отговор: Само един предавател може да изпраща по RS-485 шината по всяко време. Полудуплексен режим, само с един главен подчинен. Пълен дуплексен режим, главната станция може винаги да изпраща, а подчинената станция може да има само едно изпращане. (Контролиран от и DE)
При какви условия трябва да се използва съвпадение на терминали за комуникация по интерфейс RS-485? Как да определите стойността на съпротивлението? Как да конфигурирам резистори за съвпадение на клеми?
Отговор: При предаване на сигнал на дълги разстояния обикновено е необходимо да се свърже резистор за съвпадение на терминала в приемащия край, за да се избегне отражението на сигнала и ехото. Стойността на съгласуващото съпротивление на клемите зависи от импедансните характеристики на кабела и не зависи от дължината на кабела.
RS-485 обикновено използва връзки с усукана двойка (екранирани или неекранирани) със съпротивление на клемите обикновено между 100 и 140 Ω, с типична стойност от 120 Ω. В действителната конфигурация един терминален резистор е свързан към всеки от двата терминални възела на кабела, най-близкия и най-отдалечения, докато възелът в средата не може да бъде свързан към терминалния резистор, в противен случай ще възникнат комуникационни грешки.
Защо интерфейсът RS-485 все още има изходни данни от приемника, когато комуникацията е спряна?
Отговор: Тъй като RS-485 изисква всички управляващи сигнали за разрешаване на предаване да бъдат изключени и разрешаването на приемането да е валидно след изпращане на данни, драйверът на шината влиза в състояние на високо съпротивление и приемникът може да следи дали има нови комуникационни данни по шината.
По това време шината е в състояние на пасивно задвижване (ако шината има съпротивление на клемите, диференциалното ниво на линии A и B е 0, изходът на приемника е несигурен и е чувствителен към промяната на диференциалния сигнал на линия AB; ако няма съвпадение на клемите, шината е в състояние на висок импеданс и изходът на приемника е несигурен), така че е уязвим на външни шумови смущения. Когато напрежението на шума превиши прага на входния сигнал (типична стойност ± 200mV), приемникът ще изведе данни, което ще накара съответния UART да получи невалидни данни, причинявайки последващи нормални комуникационни грешки; Друга ситуация може да възникне в момента, когато контролът за разрешаване на предаване е включен/изключен, което кара приемника да изведе сигнал, което също може да доведе до неправилно приемане на UART. Решение:
1) На комуникационната шина методът на издърпване нагоре (линия A) в същия край на входа на фазата и издърпване надолу (линия B) в края на входа на противоположната фаза се използва за затягане на шината, като се гарантира, че изходът на приемника е на фиксирано ниво "1"; 2) Заменете интерфейсната верига с интерфейсни продукти от серия MAX308x с вграден режим за предотвратяване на грешки; 3) Елиминиране чрез софтуерни средства, т.е. добавяне на 2-5 първоначални байта за синхронизиране в рамките на комуникационния пакет данни, само след като синхронизиращата заглавка бъде изпълнена, може да започне истинска комуникация на данни.
Затихване на сигнала на RS-485 в комуникационни кабели
Вторият фактор, който влияе върху предаването на сигнала, е затихването на сигнала по време на предаване по кабел. Преносният кабел може да се разглежда като еквивалентна верига, съставена от комбинация от разпределен капацитет, разпределена индуктивност и съпротивление.
Разпределеният капацитет C на кабела се генерира главно от два успоредни проводника на усукана двойка. Съпротивлението на проводника има малък ефект върху сигнала тук и може да бъде игнорирано.
Влиянието на разпределения капацитет върху производителността на предаване на шина RS-485
Разпределеният капацитет на кабела се генерира главно от два успоредни проводника на усукана двойка. Освен това има и разпределен капацитет между проводника и земята, който, макар и много малък, не може да бъде пренебрегнат при анализа. Въздействието на разпределения капацитет върху производителността на предаване по шината се дължи главно на предаването на основни сигнали по шината, което може да бъде изразено само по начини "1" и "0". В специален байт, като 0x01, сигналът "0" позволява достатъчно време за зареждане на разпределения кондензатор. Въпреки това, когато пристигне сигналът "1", поради заряда в разпределения кондензатор, няма време за разреждане и (Vin+) - (Vin -) - все още е по-голямо от 200mV. Това води до това, че приемникът погрешно смята, че е "0", което в крайна сметка води до грешки при проверка на CRC и грешка при предаване на целия кадър с данни.
Поради влиянието на разпространението върху шината възникват грешки при предаване на данни, което води до намаляване на цялостната производителност на мрежата. Има два начина за решаване на този проблем:
(1) Намалете скоростта на предаване на данни;
(2) Използвайте кабели с малки разпределени кондензатори, за да подобрите качеството на предавателните линии.
Следвайте CF FIBERLINK, за да научите повече за експертизата в сигурността!!!
Изявление: Споделянето на висококачествено съдържание с всички е важно. Някои статии са взети от интернет. Ако има някакви нарушения, моля, уведомете ни и ние ще се справим с тях възможно най-скоро.
Време на публикуване: 6 юли 2023 г