Vad är konceptet med RS485-gränssnittet först?
Kort sagt är det en standard för elektriska egenskaper, som definieras av Telecommunications Industry Association och Electronic Industries Alliance. Det digitala kommunikationsnätverket som använder denna standard kan effektivt överföra signaler över långa avstånd och i miljöer med högt elektroniskt brus. RS-485 gör det möjligt att konfigurera billiga lokala nätverk och kommunikationslänkar med flera grenar.
RS485 har två typer av ledningar: tvåtrådssystem och fyratrådssystem. Fyrtrådssystemet kan endast uppnå punkt-till-punkt-kommunikation och används sällan nu. För närvarande används oftast den tvåtrådiga ledningsmetoden.
I svagströmsteknik använder RS485-kommunikation i allmänhet en master-slave-kommunikationsmetod, det vill säga en värd med flera slavar.
Om du har en djup förståelse för RS485 kommer du att upptäcka att det verkligen finns mycket kunskap inuti. Därför kommer vi att välja några frågor som vi brukar tänka på i svag el för att alla ska lära sig och förstå.
RS-485 elektriska föreskrifter
På grund av utvecklingen av RS-485 från RS-422, liknar många elektriska regler för RS-485 RS-422. Om balanserad överföring används måste termineringsmotstånd anslutas till överföringsledningen. RS-485 kan använda tvåtråds- och fyratrådsmetoder, och tvåtrådssystemet kan uppnå äkta flerpunkts dubbelriktad kommunikation, som visas i figur 6.
När du använder en fyrtrådsanslutning, som RS-422, kan den bara uppnå punkt-till-punkt-kommunikation, det vill säga det kan bara finnas en masterenhet och resten är slavenheter. Den har dock förbättringar jämfört med RS-422 och kan ansluta 32 fler enheter på bussen oavsett anslutningsmetoden med fyra eller två trådar.
RS-485 common mode spänningsutgången är mellan -7V och+12V, och den minsta ingångsimpedansen för RS-485-mottagaren är 12k;, RS-485-drivrutinen kan appliceras i RS-422-nätverk. RS-485 har, liksom RS-422, ett maximalt överföringsavstånd på cirka 1219 meter och en maximal överföringshastighet på 10 Mb/s. Längden på det balanserade tvinnade paret är omvänt proportionell mot överföringshastigheten, och den specificerade maximala kabellängden kan endast användas när hastigheten är under 100 kb/s. Den högsta överföringshastigheten kan endast uppnås över en mycket kort sträcka. I allmänhet är den maximala överföringshastigheten för ett 100 meter långt tvinnat par endast 1 Mb/s. RS-485 kräver två termineringsmotstånd med ett resistansvärde som är lika med överföringskabelns karakteristiska impedans. Vid sändning på rektangulärt avstånd behövs inget termineringsmotstånd, vilket i allmänhet inte krävs under 300 meter. Avslutningsmotståndet är anslutet i båda ändarna av transmissionsbussen.
Nyckelpunkter för nätverksinstallation av RS-422 och RS-485
RS-422 kan stödja 10 noder, medan RS-485 stöder 32 noder, så flera noder bildar ett nätverk. Nätverkstopologin antar i allmänhet en terminalmatchad bussstruktur och stöder inte ring- eller stjärnnät. När du bygger ett nätverk bör följande punkter noteras:
1. Använd en tvinnad parkabel som buss och anslut varje nod i serie. Längden på den utgående linjen från bussen till varje nod bör vara så kort som möjligt för att minimera påverkan av den reflekterade signalen i den utgående ledningen på busssignalen.
2. Uppmärksamhet ska ägnas åt kontinuiteten i busskarakteristisk impedans, och signalreflektion kommer att inträffa vid klassificeringen av impedansdiskontinuiteter. Följande situationer kan lätt leda till denna diskontinuitet: olika sektioner av bussen använder olika kablar, eller det finns för många transceivrar installerade tätt tillsammans på en viss sektion av bussen, eller för långa grenledningar leds ut till bussen.
Kort sagt bör en enda, kontinuerlig signalkanal tillhandahållas som buss.
Hur överväger man längden på överföringskabeln när man använder RS485-gränssnittet?
Svar: När du använder RS485-gränssnittet är den maximala kabellängden som tillåts för datasignalöverföring från generatorn till lasten på en specifik transmissionslinje en funktion av datasignalhastigheten, som huvudsakligen begränsas av signalförvrängning och brus. Relationskurvan mellan den maximala kabellängden och signalhastigheten som visas i följande figur erhålls med en 24AWG tvinnad telefonkabel med kopparkärna (med en tråddiameter på 0,51 mm), med en linje-till-linje bypass-kapacitans på 52,5PF/M, och ett terminalbelastningsmotstånd på 100 ohm.
När datasignalhastigheten minskar till under 90Kbit/S, förutsatt en maximal tillåten signalförlust på 6dBV, begränsas kabellängden till 1200M. Faktum är att kurvan i figuren är mycket konservativ, och i praktisk användning är det möjligt att uppnå en kabellängd som är större än den.
Vid användning av kablar med olika tråddiametrar. Den maximala kabellängden som erhålls är annorlunda. Till exempel, när datasignalhastigheten är 600Kbit/S och en 24AWG-kabel används, kan man se från figuren att den maximala kabellängden är 200m. Om en 19AWG-kabel (med en tråddiameter på 0,91 mm) används kan kabellängden vara större än 200m; Om en 28AWG-kabel (med en tråddiameter på 0,32 mm) används kan kabellängden endast vara mindre än 200m.
Hur uppnår man flerpunktskommunikation av RS-485?
Svar: Endast en sändare kan skicka på RS-485-bussen när som helst. Halvt duplexläge, med endast en masterslav. Full duplex-läge, masterstationen kan alltid skicka och slavstationen kan bara ha en sändning. (Kontrolleras av och DE)
Under vilka förhållanden behöver terminalmatchning användas för RS-485-gränssnittskommunikation? Hur bestämmer man resistansvärdet? Hur konfigurerar man terminalmatchningsmotstånd?
Svar: Vid långdistanssignalöverföring är det i allmänhet nödvändigt att ansluta ett terminalmatchningsmotstånd vid den mottagande änden för att undvika signalreflektion och eko. Värdet för terminalmatchningsresistansen beror på kabelns impedansegenskaper och är oberoende av kabelns längd.
RS-485 använder vanligtvis tvinnade par (skärmade eller oskärmade) anslutningar, med en terminalresistans vanligtvis mellan 100 och 140 Ω, med ett typiskt värde på 120 Ω. I faktisk konfiguration är ett terminalmotstånd anslutet till var och en av kabelns två terminalnoder, den närmaste och den längsta, medan noden i mitten inte kan anslutas till terminalmotståndet, annars uppstår kommunikationsfel.
Varför har RS-485-gränssnittet fortfarande datautgång från mottagaren när kommunikationen stoppas?
Svar: Eftersom RS-485 kräver att alla sändningsaktiverade styrsignaler är avstängda och mottagningsaktivering är giltiga efter att ha skickat data, går bussföraren in i ett högresistanstillstånd och mottagaren kan övervaka om det finns ny kommunikationsdata på bussen.
Vid denna tidpunkt är bussen i ett passivt drivtillstånd (om bussen har ett terminalmatchningsmotstånd, är differentialnivån för linje A och B 0, mottagarens utsignal är osäker och den är känslig för förändringen av differentialsignalen på linje AB; om det inte finns någon terminalmatchning är bussen i ett högimpedanstillstånd och mottagarens utsignal är osäker), så den är känslig för externa störningar. När brusspänningen överstiger ingångssignalens tröskelvärde (typiskt värde ± 200mV), kommer mottagaren att mata ut data, vilket gör att motsvarande UART tar emot ogiltiga data, vilket orsakar efterföljande normala kommunikationsfel; En annan situation kan uppstå i det ögonblick då sändningsaktiveringskontrollen slås på/av, vilket gör att mottagaren matar ut en signal, vilket också kan orsaka att UART tar emot felaktigt. Lösning:
1) På kommunikationsbussen används metoden att dra upp (A-linje) vid samma fasingångsände och dra ner (B-linje) vid motsatt fasingångsände för att klämma fast bussen, vilket säkerställer att mottagarutgången är vid en fast "1" nivå; 2) Byt ut gränssnittskretsen med gränssnittsprodukter i MAX308x-serien med inbyggt felförebyggande läge; 3) Eliminering genom mjukvara, det vill säga att lägga till 2-5 initiala synkroniseringsbytes inom kommunikationsdatapaketet, först efter att synkroniseringshuvudet är uppfyllt kan verklig datakommunikation börja.
Signaldämpning av RS-485 i kommunikationskablar
Den andra faktorn som påverkar signalöverföringen är dämpningen av signalen vid kabelöverföring. En transmissionskabel kan ses som en ekvivalent krets som består av en kombination av distribuerad kapacitans, distribuerad induktans och resistans.
Den fördelade kapacitansen C hos en kabel genereras huvudsakligen av två parallella ledningar av ett tvinnat par. Trådens motstånd har liten effekt på signalen här och kan ignoreras.
Inverkan av distribuerad kapacitans på överföringsprestanda för RS-485-bussen
Den fördelade kapacitansen hos en kabel genereras huvudsakligen av två parallella ledningar i ett tvinnat par. Dessutom finns det också en fördelad kapacitans mellan tråden och marken, som, även om den är mycket liten, inte kan ignoreras i analysen. Effekten av distribuerad kapacitans på bussöverföringsprestanda beror främst på överföringen av grundläggande signaler på bussen, som endast kan uttryckas på "1" och "0" sätt. I en speciell byte, såsom 0x01, tillåter signalen "0" tillräcklig laddningstid för den distribuerade kondensatorn. Men när signalen "1" kommer, på grund av laddningen i den distribuerade kondensatorn, finns det ingen tid att ladda ur, och (Vin+) - (Vin -) - är fortfarande större än 200mV. Detta resulterar i att mottagaren felaktigt tror att den är "0", vilket i slutändan leder till CRC-verifieringsfel och hela dataramsöverföringsfelet.
På grund av påverkan av distribution på bussen uppstår dataöverföringsfel, vilket resulterar i en minskning av den totala nätverksprestandan. Det finns två sätt att lösa detta problem:
(1) Minska baud för dataöverföring;
(2) Använd kablar med små distribuerade kondensatorer för att förbättra kvaliteten på transmissionsledningar.
Följ CF FIBERLINK för att lära dig mer om säkerhetsexpertis!!!
Påstående: Att dela innehåll av hög kvalitet med alla är viktigt. Vissa artiklar är hämtade från internet. Om det finns några överträdelser, vänligen meddela oss så kommer vi att hantera dem så snart som möjligt.
Posttid: 2023-06-06