Лекция №7.

Тема лекции: Интерфейсы серии RS в системах управления.

Цель лекции: Изучение наиболее распространённых интерфейсов, применяемых для связи отдельных устройств составляющих систему управления.

В промышленной автоматике получили наибольшее распространение последовательные интерфейсы, это обусловлено значительно меньшей стоимостью линий связи за счет меньшего количества проводников.

В настоящее время заметна следующая тенденция средств автоматизации: Изделия из кремния дешевеют (микросхемы), изделия из металлов дорожают. Поэтому в большинстве случаев экономически целесообразной является, например установка на судне нескольких локальных контроллеров или интеллектуальных УСО, объединенных в единую цифровую сеть, вместо прокладки большого количества кабелей к центральному котроллеру.

Последовательный интерфейс использует одну сигнальную линию для передачи данных, по которой биты информации передаются друг за другом последовательно. При последовательной передаче сокращается количество сигнальных линий, что упрощает разводку проводников на печатной плате, уменьшает габариты устройства и позволяет делать более помехозащищенные интерфейсы. При последовательной передаче каждый информационный бит должен сопровождаться импульсом синхронизации — стробом. Если импульсы синхронизации передаются от одного устройства к другому по выделенной линии, то такой интерфейс называют синхронным, в этом случае генератор синхронизации располагается на стороне устройства инициирующего передачу. Если же приемник и передатчик содержат каждый свой генератор синхроимпульсов, работающий на одной частоте, то такой интерфейс называется асинхронным. Получается, что приемник информации сам вырабатывает синхроимпульсы.

Рассмотрим широко распространённые асинхронные последовательные интерфейсы серии RS.

Общим для них является вопрос синхронизации при передаче каждого байта данных.

Рис. 7.1. Временная диаграмма передачи байта данных в интерфейсах RS232, RS485 и RS422.

Когда линия свободна» на ней присутствует уровень логической «I». Перед байтом данных передаётся стартовый бит — уровень логического «О». Обнаружив его, приёмник начинает приём байта данных. После данных передастся бит четности, затем один или несколько стоповых бит Стоповые биты передаются уровнями логической «1» и служат для маркировки окончания байта данных. После них может следовать пауза неопределённой длительности или начало новой передачи. СТАРТ-бит, обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Внутренний генератор синхроимпульсов приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала СТАРТ-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты.

Интерфейсы последовательной передачи данных

	RS-232	RS-422	RS-485
Количество устройств	1 передатчик 1 приемник	5 передатчиков 10 приемников на 1 передатчик	32 передатчика 32 приемника
Вид протокола	дуплексный	дуплексный	полудуплексный
Макс. длинна провода	~15.25 м. при 19.2Kbps	~1220 м. при 100Kbps	~1220 м. при 100Kbps
Макс. скорость передачи	19.2Kbps для 15 м.	10Mbps для 15 м.	10Mbps для 15 м.
Сигнал	Небалансный	балансный	балансный
двоичная 1	-5В мин. -15В макс.	2В мин. (B>A) 6В макс. (B>A)	1.5В мин. (B>A) 5В макс. (B>A)
двоичный 0	5В мин. 15В макс.	2В мин. (A>B) 6В макс. (A>B)	1.5В мин. (A>B) 5В макс. (A>B)
Мин. входное напряжение	+/- 3В	0.2В диф.	0.2В диф.
Выходной ток	500мА	150мА	250мА