Ħarsa ġenerali RS-485
Bħal RS-232, RS-485 huwa standard ta 'komunikazzjoni serjali. Id-deżinjazzjoni uffiċjali attwali tagħha hija TIA-485/EIA-485-A, iżda komunement tissejjaħ l-istandard RS-485. RS-485 huwa użat ħafna f'industriji bħall-awtomazzjoni industrijali, il-karozzi, u l-ġestjoni tal-bini.
Ix-xarabank RS-485 tegħleb in-nuqqasijiet tal-RS-232, bħal distanzi qosra ta' komunikazzjoni u rati baxxi tad-dejta. RS-485 jappoġġja rati ta 'dejta sa 10 Mbit/s u għandu distanza ta' komunikazzjoni teoretika sa 1,200 metru. B'differenza mit-trażmissjoni b'tarf wieħed ta 'RS-232, RS-485 juża trasmissjoni differenzjali permezz ta' par ta 'wajers b'par mibrum, b'wajer wieħed nominat bħala A u l-ieħor bħala B.
RS-485 Saff Fiżiku
Is-saff fiżiku RS-485 huwa responsabbli għat-trażmissjoni tad-dejta mhux ipproċessata bejn l-apparati u l-mezz ta 'trażmissjoni fiżika. Huwa jimmaniġġja l-konverżjoni ta 'sinjali elettriċi għal data diġitali, filwaqt li jiddefinixxi wkoll livelli ta' vultaġġ, ħin, rati ta 'data, u parametri oħra.
① Sinjali Differenzjali
Il-kejbils ta'-distanza twila jirriżultaw f'attenwazzjoni tas-sinjal u jżidu l-probabbiltà ta' storbju u interferenza. Dan jimmanifesta bħala bidliet fl-amplitudni tal-vultaġġ fuq kejbils A u B. Madankollu, il-vantaġġ tal-użu ta 'linji differenzjali huwa li t-tnaqqis tad-differenza bejn iż-żewġ sinjali jikkanċella l-interferenza, u jippermetti li joħroġ sinjal normali. Il-kapaċità ta' riċevitur differenzjali li jinjora vultaġġi identiċi fuq iż-żewġ linji tas-sinjali tissejjaħ rifjut tal-mod-komuni.
L-istandard jispeċifika li l-loġika 1 hija +2V sa +6V, u l-loġika 0 hija -6V sa -2V.
RS-485 ma jeħtieġx vultaġġ speċifiku tax-xarabank; jikkunsidra biss il-vultaġġ differenzjali minimu. Fuq tulijiet ta 'kejbil itwal, il-vultaġġ riċevut mir-riċevitur jista' jinżel għal +/- 200 mV, li għadu perfettament aċċettabbli għal RS-485-dan huwa wieħed mill-vantaġġi ta 'RS-485.
Ħafna transceivers jilħqu jew saħansitra jaqbżu l-istandard TIA/EIA-485A; f'applikazzjonijiet prattiċi, madankollu, il-parametri speċifikati tal-apparat jieħdu preċedenza. Pereżempju, il-limitu minimu ta 'input negattiv għal ċertu transceiver huwa -200 mV.
② Definizzjonijiet tas-Sinjal
Ħafna konvertituri RS-485 illum huma kompatibbli mal-RS-422, għalhekk ħafna drabi tara sinjali mmarkati T/R+ u T/R- fuq dawn il-konvertituri, li jikkorrispondu għall-A+ u B- tal-RS-485.
Għal konnetturi femminili DB9, id-definizzjoni tal-wajers RS-485 hija kif ġej: Pinnijiet 6 sa 9 huma N/A u m'għandhomx ikunu konnessi.
| DB9 | Sinjal tal-Ħruġ | Wiring RS-422 Full-Duplex | Wiring RS-485 Half-Duplex |
| 1 | T/R+ | Ibgħat (A+) | RS-485(A+) |
| 2 | T/R- | Ibgħat(B-) | RS-485(B-) |
| 3 | RXD+ | Irċievi (A+) | Vojta |
| 4 | RXD- | Irċievi(B-) | Vojta |
| 5 | GND | Wajer tal-Art | Wajer tal-Art |
③ Topoloġija
RS-485 jappoġġja kemm konfigurazzjonijiet ta' żewġ-wajers kif ukoll ta' erba-wajers. Il-konfigurazzjoni tal-erba-wajers hija limitata għal komunikazzjoni minn punt-sa-u llum rarament tintuża; il-konfigurazzjoni b'żewġ wajers hija użata aktar komunement. Din il-konfigurazzjoni tuża topoloġija tax-xarabank, li tippermetti li sa 32 nodu jiġu konnessi fuq xarabank wieħed.
Bħal I²C, ix-xarabank RS-485 topera f'modalità master-slave. Jappoġġja kemm il-modalità slave punt-to-single-skjav kif ukoll multi-skjav, iżda ma jappoġġjax il-modalità multi-master.
Transceiver RS-485
RS-485 juża trasmissjoni differenzjali. Jekk trid tikkontrolla apparat RS-485 bl-użu ta 'mikrokontrollur, ikollok bżonn transceiver simili għall-bus CAN. Id-dijagramma li ġejja turi MCU li jikkontrolla apparat RS-485.
Ġewwa transceiver hemm riċevitur (nofs ta 'fuq) u trasmettitur (nofs t'isfel). Hawn taħt hawn spjegazzjoni qasira ta 'kif jaħdem transceiver biex jgħinek tifhem kif MCU jikkomunika ma' apparat 485.
Struttura Interna ta' Transceiver RS-485
Fejn:
A u B huma l-bus;
R huwa l-input tar-riċevitur;
RE huwa s-sinjal li jippermetti r-riċevitur;
DE huwa s-sinjal li jippermetti t-trasmettitur;
D hija l-output tat-trasmettitur;
Għal sinjali ta' attivazzjoni, dawk b'linja 'l fuq mill-ittra huma attivi-baxx (eż., RE fil-figura ta' hawn fuq), filwaqt li dawk mingħajr linja huma attivi-għoli (eż., DE).
Tabella tal-Verità tar-Riċevitur
Għat-trasmettitur, it-tabella tal-verità hija kif ġej:
1. Meta s-sewwieq li jippermetti l-pin DE huwa f'livell għoli loġiku, l-outputs differenzjali A u B isegwu l-istat loġiku fl-input tad-dejta D. Loġika għolja f'D tikkawża li A tmur għolja u B li tmur baxxa. F'dan il-każ, il-vultaġġ differenzjali tal-ħruġ, definit bħala VOD=VA – VB, huwa pożittiv. Meta D huwa baxx, l-istati tal-ħruġ maqlub: B jmur għoli u A jmur baxx, u VOD huwa negattiv.
2. Meta DE huwa baxx, iż-żewġ outputs isiru impedenza għolja-. F'dan il-każ, l-istat loġiku f'D huwa irrilevanti.
It-tabella tal-verità li ġejja tapplika għar-riċevitur:
1. Meta l-enable pin (RE) tar-riċevitur ikun f'livell baxx loġiku, ir-riċevitur jiġi attivat. Meta l-vultaġġ tad-dħul differenzjali, definit bħala VID=VA – VB, ikun pożittiv u jaqbeż il-limitu ta 'input pożittiv VIT+, l-output R tar-riċevitur jmur għoli. Meta VID ikun negattiv u taħt il-limitu ta' input negattiv VIT-, l-output tar-riċevitur R jinżel baxx. Jekk VID ikun bejn VIT+ u VIT-, l-output mhuwiex definit.
2. Meta RE tkun loġika għolja jew f'wiċċ l-ilma, l-output tar-riċevitur huwa impedenza għolja, irrispettivament mill-kobor jew il-polarità tal-VID.
Link tad-Data RS-485
Wara li ddiskutejna l-prinċipji operattivi tat-transceiver RS-485 hawn fuq, issa se niddeskrivu fil-qosor il-link tad-dejta RS{-485. Tista 'l-ewwel tagħti ħarsa lejn il-format tal-qafas tal-protokoll UART faċli biex jinftiehem.
Kemm jekk il-kaptan jibgħat data lill-iskjav jew jekk l-iskjav jibgħat data lill-kaptan, jintużaw kemm il-linji A u B; għalhekk, RS-485 huwa tipikament użat fil-modalità half-duplex.
Il-GPIO tal-host jikkontrolla l-pin DE tat-transceiver RS-485 biex jissettja l-mod ta' trasmissjoni. Byte wieħed jintbagħat mil-linja UART TXD għal-linja tad-dejta (D jew DI) tat-transceiver RS-485. It-transceiver jikkonverti n-nixxiegħa tal-bit UART b'tarf wieħed fi fluss tal-bit differenzjali fuq il-linji A u B. Ladarba d-dejta titlaq mit-transceiver, il-host immedjatament jaqleb it-transceiver biex jirċievi l-mod.
L-iskjav jopera b'mod simili għall-kaptan. L-iskjav jikkontrolla l-pin /RE tat-transceiver RS-485 biex jissettjah biex jirċievi l-mod, jirċievi l-bit stream mibgħut mill-kaptan, jikkonvertih f'sinjal single-ended, u jirċevih permezz tal-linja UART RXD tal-iskjav. Meta l-iskjav ikun lest biex jirrispondi, jittrasmetti data bl-istess mod bħall-kaptan, filwaqt li l-kaptan jaqleb għall-modalità ta 'riċeviment.
Konverżjoni RS-232 għal RS-485
Huwa possibbli li tikkonverti bejn RS-232 u RS-485. Metodu wieħed huwa li tikkonverti RS-232 għal TTL, u mbagħad tikkonverti TTL għal RS-485. Naturalment, hemm ukoll ċipep li jappoġġjaw il-konverżjoni diretta minn RS-232 għal RS-485, u ħafna moduli bħal dawn huma disponibbli onlajn.
Moduli ta 'Konverżjoni RS-232 għal RS-485
Differenzi Bejn RS-485 u CAN
Għalkemm RS-485 m'għandux format ta 'protokoll tad-dejta standardizzat, jaqsam ħafna xebh max-xarabank CAN. Pereżempju, kemm A & B kif ukoll CANH & CANL huma sinjali differenzjali; it-tnejn jeħtieġu transceivers għall-komunikazzjoni; u t-tnejn jużaw resistors tat-terminazzjoni ta '120-ohm, fost xebh oħra.
| Karatteristiċi tax-xarabank | CAN Xarabank | Xarabank RS-485 |
| Spejjeż tal-Hardware | Ftit ogħla | Irħas |
| Użu tax-Xarabank | Arbitraġġ ta 'prijorità awtomatika, utilizzazzjoni għolja | Juża l-votazzjoni; użu baxx |
| Rata ta' Trasferiment tad-Data | Għoli | Baxx |
| Mekkaniżmi ta' Sejbien ta' Żbalji | Il-kontrollur jinkludi mekkaniżmu ta' checksum biex jiżgura l-eżattezza tat-trażmissjoni tad-dejta ta'-livell baxx | Speċifikazzjonijiet tas-saff fiżiku biss; l-ebda speċifikazzjonijiet tas-saff tal-link tad-dejta |
| Impatt ta' Ħsara ta'-Nodu Uniku | L-ebda impatt fuq ix-xarabank | Paraliżi tal-karozzi tal-linja |
| Spejjeż ta' Żvilupp | Żvilupp ta 'softwer flessibbli, spiża baxxa ta' ħin | Diffiċli biex tiżviluppa |
| Spejjeż tas-Sistema | Relattivament baxx | Għoli |
Ċirkwiti RS-485 Komuni
Hawn ċirkwit RS-485 komuni li sibt online. Hemm żewġ punti li wieħed għandu jinnota:
1. Is-sinjali RE u DE jistgħu jiġu kkontrollati minn GPIO wieħed biex jikkonservaw ir-riżorsi. Meta GPIO25 joħroġ livell għoli, RE u DE huma 0 V, u l-apparat jidħol fil-mod ta 'riċeviment; meta GPIO25 joħroġ livell baxx, RE u DE huma 3.3 V, u l-apparat jidħol fil-mod ta 'trażmissjoni.
2. F'xi ċirkwiti, reżistenza pull-up hija miżjuda mal-pin A u reżistenza pull-'l isfel mal-pin B. Ir-raġuni ewlenija għal dan hija li, meta l-bus RS{-485 tkun fl-istat idle, il-livell tal-vultaġġ mhux fiss-jiġifieri, tvarja bejn -200 mV u {-{7} għoli jew baxx livell. L-UART għandu jżomm livell għoli meta idle; jekk it-transceiver joħroġ livell baxx f'dan il-ħin, l-UART jinterpretah bħala bidu bit, li jista 'jikkawża żbalji ta' komunikazzjoni. Il-valuri speċifiċi ta 'R_u u R_d mhux se jiġu diskussi fid-dettall hawn; Qed nippjana li nikteb artiklu dettaljat dwar dan is-suġġett fil-futur.
Rigward it-tieni punt, jekk jogħġbok innota dan li ġej:
① Jekk tapplika resistor pull-up mal-pin A u resister pull-down mal-pin B, il-komunikazzjoni tad-dejta tista' tfalli minħabba konnessjonijiet maqluba.
② Jekk transceiver inbena-fil-ġibda-up u pull-l isfel, m'hemmx bżonn li żżid oħrajn esterni.