Hva er konseptet med RS485-grensesnittet først?
Kort fortalt er det en standard for elektriske egenskaper, som er definert av Telecommunications Industry Association og Electronic Industries Alliance. Det digitale kommunikasjonsnettverket som bruker denne standarden kan effektivt overføre signaler over lange avstander og i miljøer med høy elektronisk støy. RS-485 gjør det mulig å konfigurere rimelige lokale nettverk og kommunikasjonsforbindelser med flere grener.
RS485 har to typer ledninger: to-leder-system og fire-leder-system. Fireledersystemet kan bare oppnå punkt-til-punkt-kommunikasjon og brukes sjelden nå. For øyeblikket brukes det meste av ledningsmetoden med to ledninger.
I svakstrømsteknikk bruker RS485-kommunikasjon generelt en master-slave-kommunikasjonsmetode, det vil si én vert med flere slaver.
Hvis du har en dyp forståelse av RS485, vil du finne at det faktisk er mye kunnskap på innsiden. Derfor vil vi velge noen problemstillinger som vi vanligvis vurderer i svak elektrisitet for at alle skal lære og forstå.
RS-485 elektriske forskrifter
På grunn av utviklingen av RS-485 fra RS-422, ligner mange elektriske forskrifter for RS-485 på RS-422. Hvis balansert overføring brukes, må termineringsmotstander kobles til overføringslinjen. RS-485 kan ta i bruk to-leder- og fire-leder-metoder, og to-leder-systemet kan oppnå ekte flerpunkts toveiskommunikasjon, som vist i figur 6.
Når du bruker en fire-leder-tilkobling, som RS-422, kan den bare oppnå punkt-til-punkt-kommunikasjon, det vil si at det bare kan være én masterenhet og resten er slaveenheter. Den har imidlertid forbedringer sammenlignet med RS-422, og kan koble til 32 flere enheter på bussen uavhengig av tilkoblingsmetoden med fire eller to ledninger.
RS-485 felles modus spenningsutgang er mellom -7V og +12V, og minimum inngangsimpedans til RS-485 mottakeren er 12k;, RS-485 driveren kan brukes i RS-422 nettverk. RS-485 har, som RS-422, en maksimal overføringsavstand på omtrent 1219 meter og en maksimal overføringshastighet på 10 Mb/s. Lengden på det balanserte tvunnede paret er omvendt proporsjonal med overføringshastigheten, og den spesifiserte maksimale kabellengden kan kun brukes når hastigheten er under 100kb/s. Den høyeste overføringshastigheten kan bare oppnås over en svært kort avstand. Vanligvis er den maksimale overføringshastigheten for et 100 meter langt tvunnet par kun 1 Mb/s. RS-485 krever to termineringsmotstander med en motstandsverdi lik den karakteristiske impedansen til overføringskabelen. Ved overføring på rektangulær avstand er det ikke behov for en termineringsmotstand, som vanligvis ikke er nødvendig under 300 meter. Avslutningsmotstanden er koblet til i begge ender av overføringsbussen.
Nøkkelpunkter for nettverksinstallasjon av RS-422 og RS-485
RS-422 kan støtte 10 noder, mens RS-485 støtter 32 noder, så flere noder danner et nettverk. Nettverkstopologien bruker generelt en terminaltilpasset bussstruktur og støtter ikke ring- eller stjernenettverk. Når du bygger et nettverk, bør du være oppmerksom på følgende punkter:
1. Bruk en tvunnet parkabel som buss og koble hver node i serie. Lengden på den utgående linjen fra bussen til hver node bør være så kort som mulig for å minimere innvirkningen av det reflekterte signalet i den utgående linjen på busssignalet.
2. Det skal tas hensyn til kontinuiteten til busskarakteristisk impedans, og signalrefleksjon vil skje ved Klassifisering av impedansdiskontinuiteter. Følgende situasjoner kan lett føre til denne diskontinuiteten: forskjellige seksjoner av bussen bruker forskjellige kabler, eller det er for mange transceivere installert tett sammen på en bestemt seksjon av bussen, eller for lange grenledninger føres ut til bussen.
Kort sagt, en enkelt, kontinuerlig signalkanal bør gis som buss.
Hvordan vurdere lengden på overføringskabelen når du bruker RS485-grensesnittet?
Svar: Når du bruker RS485-grensesnittet, er den maksimale kabellengden tillatt for datasignaloverføring fra generatoren til lasten på en spesifikk overføringslinje en funksjon av datasignalhastigheten, som hovedsakelig begrenses av signalforvrengning og støy. Forholdet mellom maksimal kabellengde og signalhastighet vist i følgende figur er oppnådd ved bruk av en 24AWG kobberkjerne tvunnet telefonkabel (med en ledningsdiameter på 0,51 mm), med en linje-til-linje bypass-kapasitans på 52,5PF/M, og en terminalbelastningsmotstand på 100 ohm.
Når datasignalhastigheten synker til under 90Kbit/S, forutsatt et maksimalt tillatt signaltap på 6dBV, er kabellengden begrenset til 1200M. Faktisk er kurven i figuren veldig konservativ, og i praktisk bruk er det mulig å oppnå en kabellengde som er større enn den.
Ved bruk av kabler med forskjellige ledningsdiametre. Maksimal kabellengde som oppnås er forskjellig. For eksempel, når datasignalhastigheten er 600Kbit/S og en 24AWG-kabel brukes, kan det ses av figuren at maksimal kabellengde er 200m. Hvis en 19AWG-kabel (med en ledningsdiameter på 0,91 mm) brukes, kan kabellengden være større enn 200 m; Hvis en 28AWG-kabel (med en ledningsdiameter på 0,32 mm) brukes, kan kabellengden bare være mindre enn 200m.
Hvordan oppnå flerpunktskommunikasjon av RS-485?
Svar: Kun én sender kan sende på RS-485-bussen til enhver tid. Halv dupleksmodus, med bare én masterslave. Full dupleks-modus, masterstasjonen kan alltid sende, og slavestasjonen kan bare ha én sending. (Kontrollert av og DE)
Under hvilke forhold må terminaltilpasning brukes for RS-485-grensesnittkommunikasjon? Hvordan bestemme motstandsverdien? Hvordan konfigurere terminalmatchende motstander?
Svar: Ved langdistansesignaloverføring er det generelt nødvendig å koble til en terminaltilpasningsmotstand ved mottakeren for å unngå signalrefleksjon og ekko. Terminaltilsvarende motstandsverdi avhenger av impedansegenskapene til kabelen og er uavhengig av lengden på kabelen.
RS-485 bruker vanligvis tvunnet par (skjermede eller uskjermede) tilkoblinger, med en terminalmotstand typisk mellom 100 og 140 Ω, med en typisk verdi på 120 Ω. I faktisk konfigurasjon er en terminalmotstand koblet til hver av de to terminalnodene på kabelen, den nærmeste og den lengste, mens noden i midten ikke kan kobles til terminalmotstanden, ellers vil det oppstå kommunikasjonsfeil.
Hvorfor har RS-485-grensesnittet fortsatt datautgang fra mottakeren når kommunikasjonen er stoppet?
Svar: Siden RS-485 krever at alle overføringsaktiverte kontrollsignaler er slått av og mottaksaktivering er gyldige etter sending av data, går bussjåføren inn i en høy motstandstilstand og mottakeren kan overvåke om det er nye kommunikasjonsdata på bussen.
På dette tidspunktet er bussen i en passiv drivtilstand (hvis bussen har en terminaltilpasningsmotstand, er differensialnivået til linjene A og B 0, mottakerens utgang er usikker, og den er følsom for endring av differensialsignal på linje AB; hvis det ikke er noen terminaltilpasning, er bussen i høy impedanstilstand, og mottakerens utgang er usikker), så den er sårbar for ekstern støyinterferens. Når støyspenningen overskrider inngangssignalterskelen (typisk verdi ± 200mV), vil mottakeren sende ut data, noe som får den tilsvarende UART til å motta ugyldige data, noe som forårsaker påfølgende normale kommunikasjonsfeil; En annen situasjon kan oppstå i det øyeblikket overføringsaktiveringskontrollen slås på/av, noe som får mottakeren til å sende ut et signal, som også kan føre til at UART mottar feil. Løsning:
1) På kommunikasjonsbussen brukes metoden for å trekke opp (A-linje) ved samme faseinngangsende og trekke ned (B-linje) ved motsatt faseinngangsende for å klemme bussen, og sikre at mottakerutgangen er på en fast "1" nivå; 2) Bytt ut grensesnittkretsen med grensesnittprodukter i MAX308x-serien med innebygd feilforebyggingsmodus; 3) Eliminering gjennom programvare betyr, det vil si å legge til 2-5 initiale synkroniseringsbyte i kommunikasjonsdatapakken, først etter at synkroniseringshodet er oppfylt, kan reell datakommunikasjon begynne.
Signaldempning av RS-485 i kommunikasjonskabler
Den andre faktoren som påvirker signaloverføringen er dempningen av signalet under kabeloverføring. En overføringskabel kan sees på som en ekvivalent krets sammensatt av en kombinasjon av distribuert kapasitans, distribuert induktans og motstand.
Den distribuerte kapasitansen C til en kabel genereres hovedsakelig av to parallelle ledninger av et tvunnet par. Motstanden til ledningen har liten effekt på signalet her og kan ignoreres.
Påvirkningen av distribuert kapasitans på overføringsytelsen til RS-485-bussen
Den distribuerte kapasitansen til en kabel genereres hovedsakelig av to parallelle ledninger av et tvunnet par. I tillegg er det også en fordelt kapasitans mellom ledningen og bakken, som, selv om den er veldig liten, ikke kan ignoreres i analysen. Virkningen av distribuert kapasitans på bussoverføringsytelsen skyldes hovedsakelig overføringen av grunnleggende signaler på bussen, som bare kan uttrykkes på "1" og "0" måter. I en spesiell byte, for eksempel 0x01, tillater signalet "0" tilstrekkelig ladetid for den distribuerte kondensatoren. Men når signalet "1" kommer, på grunn av ladningen i den distribuerte kondensatoren, er det ikke tid til å lades ut, og (Vin+) - (Vin -) - er fortsatt større enn 200mV. Dette resulterer i at mottakeren feilaktig tror det er "0", noe som til slutt fører til CRC-verifiseringsfeil og hele datarammeoverføringsfeilen.
På grunn av påvirkning av distribusjon på bussen, oppstår dataoverføringsfeil, noe som resulterer i en reduksjon i den totale nettverksytelsen. Det er to måter å løse dette problemet på:
(1) Reduser Baud for dataoverføring;
(2) Bruk kabler med små distribuerte kondensatorer for å forbedre kvaliteten på overføringslinjer.
Følg CF FIBERLINK for å lære mer om sikkerhetsekspertise!!!
Uttalelse: Det er viktig å dele innhold av høy kvalitet med alle. Noen artikler er hentet fra internett. Hvis det er noen brudd, vennligst gi oss beskjed, så vil vi håndtere dem så snart som mulig.
Innleggstid: Jul-06-2023