Интерфейс rs-485.

Протокол связи RS-485 является наиболее широко используемым промышленным стандартом, использующим двунаправленную сбалансированную линию передачи.

Название: Recommended Standard 485 Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Multipoint Systems Электрические характеристики генераторов и приёмников для использования в балансных многоточечных системах. Разработчик: Electronics Industries Association (EIA). Ассоциация промышленной электроники. Выпуски стандарта: RS-485A (Recommended Standard 485 Edition: A) год выпуска 1983. EIA 485-A год выпуска 1986. TIA/EIA 485-A год выпуска 1998. TIA/EIA 485-A год редакции 2003.

§3.Международные и национальные стандарты основанные на стандарте rs-485.

ISO/IEC 8482 (1993г. действующий) Издатель: ISO, IEC Название: Information technology - Telecommunications and information exchange between Systems - Twisted pair multipoint interconnections. Старые редакции: ISO 8284 (1987г. не действующий) ITU-T v.11 (1996г. действующий) Издатель: INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION Название: Electrical characteristics for balanced double-current interchange circuits opertiong at data signalling rates up to 10 Mbit/s. Старые редакции: ITU-T v.11 (1993г. не действующий) CCITT v.11 (1988г. не действующий)

ANSI/TIA-485-A(1998г.действующий) Издатель: American National Standards Institute, ANSI Название: Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems.

Описание работы rs-485.

Так как стандарт, RS-485 описывает только физический уровень процедуры обмена данными, то все проблемы обмена, синхронизации и квитирования, возлагаются на более высокий протокол обмена. Как мы уже говорили, наиболее часто, это стандарт RS-232 или другие верхние протоколы (ModBus , DCON и т.п.).

Сам RS-485 выполняет только следующие действия:

1. Преобразует входящую последовательность "1" и "0" в дифференциальный сигнал.

2. Передает дифференциальный сигнал в симметричную линию связи.

3. Подключает или отключает передатчик драйвера по сигналу высшего протокола.

4. Принимает дифференциальный сигнал с линии связи.

Если подключить осциллограф к контактам А-В (RS-485) и контактам GND-TDx(RS-232), то вы не увидите разницы в форме сигналов передаваемых в линиях связи. На самом деле, форма сигнала RS-485 полностью повторяет форму сигнала RS-232, за исключением инверсии ( в RS-232 логическая единица передается напряжением -12 В, а в RS-485 +5 В).

Рис.1 Форма сигналов RS-232 и RS-485 при передаче двух символов "0" и "0".

Как видно из рис.1 происходит простое преобразование уровней сигнала по напряжению.

Хотя форма сигналов одинаковая у выше указанных стандартов, но способ их формирования и мощность сигналов различны.

Формирование сигналов RS-485 и RS-232

Преобразование уровней сигналов и новый способ их формирования позволил решить ряд проблем, которые в своё время не были учтены при создании стандарта RS-232.

Преимущества физического сигнала RS-485 перед сигналом RS-232

1. Используется однополярный источник питания +5В, который используется для питания большинства электронных приборов и микросхем. Это упрощает конструкцию и облегчает согласование устройств.

2. Мощность сигнала передатчика RS-485 в 10 раз превосходит мощность сигнала передатчика RS-232. Это позволяет подключать к одному передатчику RS-485 до 32 приёмников и таким образом вести широковещательную передачу данных.

3. Использование симметричных сигналов, у которой имеется гальваническая развязка с нулевым потенциалом питающей сети. В результате исключено попадание помехи по нулевому проводу питания (как в RS-232). Учитывая возможность работы передатчика на низкоомную нагрузку, становится возможным использовать эффект подавления синфазных помех с помощью свойств "витой пары". Это существенно увеличивает дальность связи. Кроме этого появляется возможность "горячего" подключения прибора к линии связи (хотя это не предусмотрено стандартом RS-485). Заметим что в RS-232 "горячее" подключение прибора обычно приводит к выходу из строя СОМ порта компьютера.

Протокол поддерживает многоточечные соединения, обеспечивая создание сетей с количеством узлов до 32 и передачу на расстояние до 1200 м. Использование повторителей RS-485 позволяет увеличить расстояние передачи еще на 1200 м или добавить еще 32 узла. Стандарт RS-485 поддерживает полудуплексную связь. Для передачи и приема данных достаточно одной скрученной пары проводников.

Таблица 5.10 – Характеристики интерфейса RS-485

Стандарт	EIA RS-485
Скорость передачи	10 Мбит/с (максимум)
Расстояние передачи	1200 м (максимум)
Характер сигнала, линия передачи	дифференциальное напряжение, скрученная пара
Количество драйверов	32
Количество приемников	32
Схема соединения	полудуплекс, многоточечная

Характеристики интерфейсов RS-232C, RS-423A, RS-422A, RS-485A сведены в таблицу 5.12.

Таблица 5.12 - Характеристики интерфейсов

Характеристики последовательных интерфейсов	Тип	Скорость, V	Длина кабеля, м L
RS-232C	Дуплекс	20 Кбит/c	15 м
RS-423A	Дуплекс	100 Кбит/c 10 Кбит/c 1 Кбит/c	9 91 1200
RS-422A	Дуплекс	10 Мбит/c 1Мбит/c 100Кбит/c	12 120 1200
RS-485A	Полудуплекс, до 32 парал-лельно соединенных приемо-передатчиков	10 Мбит/c 1Мбит/c 100Кбит/c	12 120 1200

Достоинства стандарта RS-485:

1. Хорошая помехоустойчивость.

2. Большая дальность связи.

3. Однополярное питание +5 В.

4. Простая реализация драйверов.

5. Возможность широковещательной передачи.

6. Многоточечность соединения.

Недостатки RS485

1. Большое потребление энергии.

2. Отсутствие сервисных сигналов.

3. Возможность возникновения коллизий.

Схема подключения

На рисунке изображена локальная сеть на основе интерфейса RS-485, объединяющая несколько приемо-передатчиков.

При подключении следует правильно присоединить сигнальные цепи, обычно называемые А и В. Переполюсовка не страшна, но устройство работать не будет.