Свойства стандарта RS-485

Общие сведения о стандарте RS- 485

План

Лекция 6. Тема 2.4 Последовательный интерфейс RS-485

СОМ-порт

Последовательный интерфейс СОМ-порт (Communication Port - коммуникационный порт) появился в первых моделях IBM PC. Он был реализован на микросхеме асинхронного приемопередатчика Intel 8250.

Порт имел поддержку BIOS (INT /4Л), однако широко применялось (и применяется) взаимодействие с портом на уровне регистров. Поэтому во всех PC-совместимых компьютерах для последовательного интерфейса применяют микросхемы приемопередатчиков, совместимые с i8250.

Для связи двух компьютеров, удаленных друг от друга на небольшое расстояние, используют и непосредственное соединение их СОМ-портов нуль-модемным кабелем.

Подключения электронных ключей (Security Devices), предназначенных для защиты от нелицензированного использования ПО.

СОМ-порт используют для беспроводных коммуникаций с применением излучателей и приемников инфракрасного диапазона — IR (Infra Red) Connection.

• Общие сведения о стандарте RS- 485

• Протоколы и разъемы

• Подключение устройств

• Уровни сигналов

• Основная конфигурация системы

• Выбор кабеля для RS−485

• Максимальная скорость передачи данных

• Влияние среды обмена

• Дополнительные требования к реализации заземления

RS-485 − это номер стандарта, впервые принятого Ассоциацией электронной промышленности (EIA). Стандарт RS-485 совместно разработан двумя ассоциациями: Ассоциацией электронной промышленности (EIA − Electronics Industries Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA − Telecommunications Industry Association). Ранее EIA маркировала все свои стандарты префиксом «RS» (англ. Recommended Standard − Рекомендованный стандарт). Сейчас этот стандарт называется TIA/EIA-485 Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems (Электрические характеристики передатчиков и приемников, используемых в балансных цифровых многоточечных системах).

На сегодняшний день, различные расширения стандарта RS-485 охватывают широкое разнообразие приложений, этот стандарт стал основой для создания целого семейства промышленных сетей широко используемых в промышленной автоматизации.

В стандарте RS-485 для передачи и приёма данных часто используется единственная витая пара проводов. Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности − ноль.

Стандарт RS-485 оговаривает только электрические характеристики, физический уровень (среду), но не устанавливает программную платформу.

Стандарт RS-485 не оговаривает:

• возможность объединения несимметричных и симметричных цепей;

• параметры качества сигнала, уровень искажений (%);

• методы доступа к линии связи;

• протокол обмена;

• аппаратную конфигурацию (среда обмена, кабель);

• типы соединителей, разъёмов, колодок, нумерацию контактов;

• качество источника питания (стабилизация, пульсация, допуск);

• уровень отраженного сигнала (reflect).

Интерфейс RS-485 обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме. Широко используется в промышленности при создании АСУ ТП.

В ходе изложения основных требований стандартов EIA RS-422/RS-485 использованы следующие термины.

Линия связи (Interchange Circuit) − физическая среда, предназначенная для переноса информации между единицами оборудования, принимающими участие в информационном обмене, включая данные, сигналы управления и синхронизации.

Канал передачи данных (Data Transmission Channel − совокупность физической среды и аппаратных средств участвующих в процессе передачи информации.

Формирователь (Driver)− электронная цепь или контакт реле (источник) на передающей стороне линии связи и передатчик двоичных цифровых сигналов.

Оконечная нагрузка (Terminator):

а) электронная цепь (потребитель) на приемной стороне цепи обмена, посредством которой осуществляется прием двоичных цифровых сигналов от формирователя по соединительному кабелю;

б) приемник двоичных цифровых сигналов.

1. Двунаправленная полудуплексная передача данных. Поток последовательных данных передаётся одновременно только в одну сторону, передача данных в другую сторону требует переключения приёмопередатчика. Приёмопередатчики принято называть "драйверами"(driver), это устройство или электрическая цепь, которая формирует физический сигнал на стороне передатчика.

2. Симметричный канал связи. Для приёма/передачи данных используются два равнозначных сигнальных провода. Провода означаются латинскими буквами "А" и "В". По этим двум проводам идет последовательный обмен данными в обоих направлениях (поочередно). При использовании витой пары симметричный канал существенно повышает устойчивость сигнала к синфазной помехе и хорошо подавляет электромагнитные излучения создаваемые полезным сигналом.

3. Дифференциальный (балансный способ передачи данных). При этом способе передачи данных на выходе приёмопередатчика изменяется разность потенциалов, при передаче "1" разность потенциалов между AB положительная при передаче "0" разность потенциалов между AB отрицательная. То есть, ток между контактами А и В, при передачи "0" и "1", течёт (балансирует) в противоположных направлениях.

4. Многоточечность. Допускает множественное подключение приёмников и приёмопередатчиков к одной линии связи. При этом допускается подключение к линии только одного передатчика в данный момент времени, и множество приёмников, остальные передатчики должны ожидать освобождения линии связи для передачи данных.

5. Низкоимпендансный выход передатчика. Буферный усилитель передатчика имеет низкоомный выход, что позволяет передавать сигнал ко многим приёмникам. Стандартная нагрузочная способность передатчика равна 32-м приёмникам на один передатчик. Кроме этого, токовый сигнал используется для работы "витой пары" (чем больше рабочий ток "витой пары", тем сильнее она подавляется синфазные помехи на линии связи).

6. Зона нечувствительности. Если дифференциальный уровень сигнала между контактами АВ не превышает ±200мВ, то считается, что сигнал в линии отсутствует. Это увеличивает помехоустойчивость передачи данных.

Дата добавления: 2013-12-12