**1 **Огляд RS-485
Як і RS-232, RS-485 є стандартом послідовного зв'язку. Його поточне офіційне позначення – TIA-485/EIA-485-A, але зазвичай його називають стандартом RS-485. RS-485 широко використовується в таких галузях, як промислова автоматизація, автомобілебудування та управління будівлями. У серії стандартів EIA протокол RS-485 вважається найбільш універсальним, демонструючи чудову продуктивність у всіх чотирьох стандартах послідовного зв’язку.
Шина RS-485 усуває недоліки RS-232, а саме коротку відстань зв’язку та низьку швидкість передачі даних. RS-485 підтримує швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с і має теоретичну відстань зв'язку до 1200 метрів. На відміну від односторонньої передачі RS-232, RS-485 використовує диференціальну передачу через пару витої пари, причому один провід позначається як A, а інший як B.
**2 **Фізичний рівень RS-485
Фізичний рівень RS-485 відповідає за передачу необроблених даних між пристроями та фізичним середовищем передачі. Він виконує перетворення електричних сигналів у цифрові дані, а також визначає рівні напруги, синхронізацію, швидкість передачі даних та інші параметри.
① Диференціальні сигнали
-Прокладання кабелів на великій відстані призводить до ослаблення сигналу та збільшує ймовірність шуму та перешкод. Це проявляється у вигляді зміни амплітуди напруги на кабелях A і B. Однак перевага використання диференціальних ліній полягає в тому, що віднімання різниці між двома сигналами скасовує перешкоди, дозволяючи виводити нормальний сигнал. Здатність диференціального приймача ігнорувати ідентичні напруги на обох сигнальних лініях називається відхиленням загального-режиму.
Стандарт визначає, що логічний 1 становить від +2V до +6V, а логічний 0 становить від -6V до -2V.
RS-485 не вимагає певної напруги шини; він враховує лише мінімальну диференціальну напругу. За більшої довжини кабелю напруга, яку отримує приймач, може впасти до +/- 200 мВ, що все ще цілком прийнятно для RS-485 — це одна з переваг RS-485.
Багато трансиверів відповідають або навіть перевищують стандарт TIA/EIA-485A; однак у практичних застосуваннях задані параметри пристрою мають перевагу. Наприклад, мінімальний негативний вхідний поріг для певного трансивера становить -200 мВ.
② Визначення сигналів
Визначення сигнальної лінії RS-485
Принципова схема роз'ємів DB9 та гнізда
| DB9 | Індикатор дзвінка | Назва PIN-коду |
|
1 |
CD | Виявлення несучої |
| 2 | RXD | Отримувати дані |
| 3 | TXD | Передача даних |
| 4 | DTR | Термінал даних готовий |
| 5 | GND | Заземлення системи |
| 6 | DSR | Дані готові |
| 7 | RTS | Запит на передачу |
| 8 | CTS | Очистити для передачі |
| 9 | RI | Індикатор дзвінка |
Призначення контактів DB9
Виявлення несучої (CD) Цей керуючий сигнал використовується, коли модем сповіщає комп’ютер про те, що він виявив несучу, яку комп’ютер може використовувати для передачі даних.
Отримання даних (RXD) Ця лінія використовується для передачі даних між двома джерелами. Прикладом можуть служити дані, отримані від модему і передані на комп'ютер.
Передача даних (TXD) Це лінія, яка фактично передає передані дані.
Data Terminal Ready (DTR) Цей сигнал вказує на те, що комп’ютер готовий до передачі даних.
Заземлення системи (GND) Відноситься до фізичного з’єднання із землею, яке використовується як базова лінія для вимірювання напруги в ланцюзі або як загальний шлях для зворотного струму.
Схема контактів для 25-контактних напівдуплексних і повнодуплексних роз’ємів RS-485
У порівнянні з сигналом DTR, сигнал Data Set Ready (DSR) сповіщає комп’ютер або термінал про те, що модем працює та здатний приймати дані.
Для цього сигналу потрібна позитивна напруга, щоб увімкнути сигнал готовності до надсилання (RTS). Це означає, що між набором даних і терміналом даних можлива-безперешкодна передача.
Після встановлення з’єднання між терміналом даних і модемом передається сигнал Clear to Send (CTS), щоб підтвердити, що термінал даних підтвердив можливість початку зв’язку.
Індикатор дзвінка (RI) служить для сповіщення модему, який керує набором даних, про виявлення-низькочастотного сигналу. Цей сигнал лише попереджає термінал даних і не впливає на передачу даних між пристроями.
Призначення контактів підключаються до роз'ємів DB9 і DB25 через 2 і 4 контакти відповідно.
Лінії TxD+ і TxD- на роз’ємі DB25 передають дані, а лінії RxD+ і RxD- передають отримані дані. Оскільки це диференціальні сигнали, їх можна передавати на великі відстані.
Інтерфейс RS-485 перевершує протокол RS-232 щодо відстані передачі та швидкості передачі даних. Він підтримує швидкість передачі даних 30–35 Мбіт/с на відстані до 10 метрів. Швидкість передачі даних 100 Кбіт/с може бути досягнута на відстані до 1200 метрів. RS-485 в основному використовується в багатоточкових конфігураціях, які використовують переваги збалансованого диференціального інтерфейсу.
Як показано на розводці кабелю RS-485, цей інтерфейс містить усі сигнали в диференціальній конфігурації.
● Сигнали CTS+ і CTS-, а також сигнали RTS+ і RTS- використовуються як контрольні сигнали квиткування.
● TxD+ і TxD- використовуються для передачі даних.
● RxD+ і RxD- – це лінії, які використовуються для отримання даних.
Багатоточкова конфігурація може підключати до 32 пристроїв до одного головного пристрою керування. Одним із таких прикладів є VSAT NMS (система керування мережею). У цій реалізації програмне забезпечення, що працює на ПК, може контролювати та контролювати різні підсистеми. До них належать мультиплексор, модем, радіочастотні перетворювачі підвищення/пониження та інші мережеві компоненти. Для належного функціонування цього типу реалізації необхідні правильно підключені роз’єми RS-485 як на ПК, на якому запущено додаток NMS, так і на всіх підключених підсистемах.
Опис інтерфейсу RS485
Інтерфейс RS485 (EIA485) виявився надзвичайно надійним і завдяки своїй багато-точковій топології став найпопулярнішим протоколом зв’язку в промисловому секторі. Протокол RS422 подібний до RS485 тим, що обидва використовують диференціальні сигнали для передачі даних.
Існує два типи RS-485:
● Напів{0}}дуплексний RS-485 має 2 контакти.
● Повно-дуплексний RS-485 має 4 контакти.
Ви можете використовувати-дуплексний режим, коли вам потрібно надсилати й отримувати дані одночасно. У напів-дуплексному режимі ви можете лише надсилати або отримувати дані в будь-який момент часу.
Діапазон напруги на лінії від -7 В до +12 В.
Для реалізації протоколу RS-485 не потрібен конкретний тип роз’єму, але в більшості випадків використовуються роз’єми DB9 або клемні блоки.
Конкретні роз'єми RS-485 можуть мати різні конфігурації контактів. Фактичну конфігурацію можна визначити на основі документації, що додається до пристрою.
Підключення пристрою RS-485 із 2 контактами-Напівдуплексний розподіл контактів RS-485
Підключення пристрою RS-485 із 4 контактами-Повнодуплексний розподіл контактів RS-485
Багато перетворювачів RS-485 сьогодні сумісні з RS-422, тому на цих перетворювачах часто можна побачити сигнали, помічені T/R+ і T/R-, які відповідають A+ і B- RS-485.
③ Топологія
RS-485 підтримує дво- та чотири-дротові конфігурації. Конфігурація з чотирма-дротами обмежується зв’язком «точка--точка» і сьогодні використовується рідко; двопровідна конфігурація використовується частіше. Ця конфігурація використовує шинну топологію, що дозволяє підключати до 32 вузлів на одній шині.
Як і I²C, шина RS-485 працює в режимі головного-підлеглого. Він підтримує як один-підлеглий режим, так і багато-підлеглий режим, але не підтримує режим кількох головних.
