Hvad er konceptet med RS485-grænsefladen først?
Kort sagt er det en standard for elektriske egenskaber, som er defineret af Telecommunications Industry Association og Electronic Industries Alliance. Det digitale kommunikationsnetværk, der bruger denne standard, kan effektivt transmittere signaler over lange afstande og i miljøer med høj elektronisk støj. RS-485 gør det muligt at konfigurere billige lokale netværk og multi-gren kommunikationsforbindelser.
RS485 har to typer ledninger: to-leder-system og fire-wire-system. Fire-wire-systemet kan kun opnå punkt-til-punkt-kommunikation og bruges sjældent nu. I øjeblikket bruges ledningsmetoden med to ledere mest.
I svagstrømsteknik anvender RS485-kommunikation generelt en master-slave-kommunikationsmetode, det vil sige én vært med flere slaver.
Hvis du har en dyb forståelse af RS485, vil du opdage, at der faktisk er en masse viden indeni. Derfor vil vi vælge nogle spørgsmål, som vi normalt overvejer i svag elektricitet, så alle kan lære og forstå.
RS-485 elektriske bestemmelser
På grund af udviklingen af RS-485 fra RS-422, ligner mange elektriske regler for RS-485 RS-422. Hvis balanceret transmission er vedtaget, skal termineringsmodstande forbindes til transmissionslinjen. RS-485 kan anvende to-leder- og fire-wire-metoder, og to-wire-systemet kan opnå ægte flerpunkts tovejskommunikation, som vist i figur 6.
Når du bruger en fire-leder forbindelse, som RS-422, kan den kun opnå punkt-til-punkt-kommunikation, det vil sige, at der kun kan være én master-enhed, og resten er slave-enheder. Den har dog forbedringer sammenlignet med RS-422 og kan tilslutte 32 flere enheder på bussen uanset metoden med fire- eller to-leder forbindelse.
RS-485 common mode spændingsoutput er mellem -7V og+12V, og minimumsindgangsimpedansen for RS-485 modtageren er 12k;, RS-485 driveren kan anvendes i RS-422 netværk. RS-485 har ligesom RS-422 en maksimal transmissionsafstand på cirka 1219 meter og en maksimal transmissionshastighed på 10 Mb/s. Længden af det balancerede snoede par er omvendt proportional med transmissionshastigheden, og den angivne maksimale kabellængde kan kun bruges, når hastigheden er under 100 kb/s. Den højeste transmissionshastighed kan kun opnås over en meget kort afstand. Generelt er den maksimale transmissionshastighed for et 100 meter langt snoet par kun 1 Mb/s. RS-485 kræver to afslutningsmodstande med en modstandsværdi svarende til transmissionskablets karakteristiske impedans. Når der sendes i rektangulær afstand, er der ikke behov for en afslutningsmodstand, hvilket generelt ikke er nødvendigt under 300 meter. Afslutningsmodstanden er forbundet i begge ender af transmissionsbussen.
Nøglepunkter for netværksinstallation af RS-422 og RS-485
RS-422 kan understøtte 10 noder, mens RS-485 understøtter 32 noder, så flere noder danner et netværk. Netværkstopologien vedtager generelt en terminaltilpasset busstruktur og understøtter ikke ring- eller stjernenetværk. Når du bygger et netværk, skal du være opmærksom på følgende punkter:
1. Brug et parsnoet kabel som bus og tilslut hver node i serie. Længden af den udgående linje fra bussen til hver knude skal være så kort som muligt for at minimere påvirkningen af det reflekterede signal i den udgående linje på bussignalet.
2. Der skal lægges vægt på kontinuiteten af buskarakteristisk impedans, og signalreflektion vil forekomme ved klassificeringen af impedansdiskontinuiteter. Følgende situationer kan let føre til denne diskontinuitet: forskellige sektioner af bussen bruger forskellige kabler, eller der er installeret for mange transceivere tæt sammen på en bestemt sektion af bussen, eller der føres for lange stikledninger ud til bussen.
Kort sagt bør en enkelt, kontinuerlig signalkanal tilvejebringes som bussen.
Hvordan overvejer man længden af transmissionskablet, når man bruger RS485-grænsefladen?
Svar: Ved brug af RS485-grænsefladen er den maksimale kabellængde, der er tilladt for datasignaltransmission fra generatoren til belastningen på en specifik transmissionslinje, en funktion af datasignalhastigheden, som hovedsageligt er begrænset af signalforvrængning og støj. Forholdet mellem den maksimale kabellængde og signalhastighed vist i den følgende figur er opnået ved brug af et 24AWG kobberkerne parsnoet telefonkabel (med en ledningsdiameter på 0,51 mm) med en linje-til-linje bypass-kapacitans på 52,5PF/M, og en terminalbelastningsmodstand på 100 ohm.
Når datasignalhastigheden falder til under 90Kbit/S, forudsat et maksimalt tilladt signaltab på 6dBV, er kabellængden begrænset til 1200M. Faktisk er kurven i figuren meget konservativ, og i praktisk brug er det muligt at opnå en kabellængde, der er større end den.
Ved brug af kabler med forskellige ledningsdiametre. Den maksimalt opnåede kabellængde er forskellig. Når f.eks. datasignalhastigheden er 600Kbit/S, og der anvendes et 24AWG-kabel, kan det ses af figuren, at den maksimale kabellængde er 200m. Hvis der anvendes et 19AWG-kabel (med en ledningsdiameter på 0,91 mm), kan kabellængden være større end 200 m; Hvis der anvendes et 28AWG-kabel (med en ledningsdiameter på 0,32 mm), kan kabellængden kun være mindre end 200m.
Hvordan opnår man multipunktskommunikation af RS-485?
Svar: Kun én sender kan sende på RS-485-bussen til enhver tid. Halv duplekstilstand, med kun én masterslave. Fuld duplex-tilstand, masterstationen kan altid sende, og slavestationen kan kun have én afsendelse. (Kontrolleret af og DE)
Under hvilke forhold skal terminaltilpasning bruges til RS-485-interfacekommunikation? Hvordan bestemmer man modstandsværdien? Hvordan konfigureres terminalmatchende modstande?
Svar: Ved langdistancesignaltransmission er det generelt nødvendigt at tilslutte en terminaltilpasningsmodstand i den modtagende ende for at undgå signalrefleksion og ekko. Terminaltilpasningsmodstandsværdien afhænger af kablets impedansegenskaber og er uafhængig af kablets længde.
RS-485 bruger generelt parsnoede (skærmede eller uskærmede) forbindelser med en terminalmodstand typisk mellem 100 og 140 Ω, med en typisk værdi på 120 Ω. I den faktiske konfiguration er en terminalmodstand forbundet til hver af kablets to terminalknuder, den nærmeste og den fjerneste, mens knudepunktet i midten ikke kan tilsluttes til terminalmodstanden, ellers vil der opstå kommunikationsfejl.
Hvorfor har RS-485-grænsefladen stadig dataudgang fra modtageren, når kommunikationen er stoppet?
Svar: Da RS-485 kræver, at alle transmissionsaktiverede styresignaler er slået fra, og modtagelsesaktivering er gyldige efter afsendelse af data, går buschaufføren ind i en høj modstandstilstand, og modtageren kan overvåge, om der er nye kommunikationsdata på bussen.
På dette tidspunkt er bussen i en passiv drevtilstand (hvis bussen har en terminaltilpasningsmodstand, er differentialniveauet for linje A og B 0, modtagerens output er usikkert, og den er følsom over for ændringen af differentialsignalet på linje AB; hvis der ikke er nogen terminaltilpasning, er bussen i en højimpedanstilstand, og modtagerens output er usikker), så den er sårbar over for ekstern støjinterferens. Når støjspændingen overstiger indgangssignaltærsklen (typisk værdi ± 200mV), vil modtageren udsende data, hvilket får den tilsvarende UART til at modtage ugyldige data, hvilket forårsager efterfølgende normale kommunikationsfejl; En anden situation kan opstå i det øjeblik, hvor transmissionsaktiveringskontrollen slås til/fra, hvilket får modtageren til at udsende et signal, hvilket også kan forårsage, at UART modtager forkert. Løsning:
1) På kommunikationsbussen bruges metoden til at trække op (A-linje) i den samme faseindgangsende og trække ned (B-linje) i den modsatte faseindgangsende til at klemme bussen, hvilket sikrer, at modtagerudgangen er ved en fast "1" niveau; 2) Udskift interfacekredsløbet med MAX308x-seriens interfaceprodukter med indbygget fejlforebyggelsestilstand; 3) Eliminering gennem softwaremidler, det vil sige tilføjelse af 2-5 initiale synkroniseringsbytes i kommunikationsdatapakken, først efter at synkroniseringsheaderen er opfyldt, kan virkelig datakommunikation begynde.
Signaldæmpning af RS-485 i kommunikationskabler
Den anden faktor, der påvirker signaltransmissionen, er dæmpningen af signalet under kabeltransmission. Et transmissionskabel kan ses som et ækvivalent kredsløb sammensat af en kombination af distribueret kapacitans, distribueret induktans og modstand.
Den fordelte kapacitans C af et kabel genereres hovedsageligt af to parallelle ledninger af et snoet par. Trådens modstand har ringe effekt på signalet her og kan ignoreres.
Indflydelsen af distribueret kapacitans på transmissionsydelsen af RS-485-bussen
Den fordelte kapacitans af et kabel er hovedsageligt genereret af to parallelle ledninger af et snoet par. Derudover er der også en fordelt kapacitans mellem ledningen og jorden, som, selvom den er meget lille, ikke kan ignoreres i analysen. Virkningen af distribueret kapacitans på bustransmissionsydelse skyldes hovedsageligt transmissionen af fundamentale signaler på bussen, som kun kan udtrykkes på "1" og "0" måder. I en speciel byte, såsom 0x01, tillader signalet "0" tilstrækkelig opladningstid for den distribuerede kondensator. Men når signalet "1" ankommer, på grund af ladningen i den distribuerede kondensator, er der ingen tid til at aflade, og (Vin+) - (Vin -) - er stadig større end 200mV. Dette resulterer i, at modtageren fejlagtigt tror, at den er "0", hvilket i sidste ende fører til CRC-verifikationsfejl og hele datarammens transmissionsfejl.
På grund af påvirkningen af distribution på bussen opstår der datatransmissionsfejl, hvilket resulterer i et fald i den samlede netværksydelse. Der er to måder at løse dette problem på:
(1) Reducer datatransmissionens baud;
(2) Brug kabler med små fordelte kondensatorer for at forbedre kvaliteten af transmissionsledninger.
Følg CF FIBERLINK for at lære mere om sikkerhedsekspertise!!!
Udsagn: Det er vigtigt at dele indhold af høj kvalitet med alle. Nogle artikler er hentet fra internettet. Hvis der er nogen overtrædelser, bedes du fortælle os det, og vi vil håndtere dem så hurtigt som muligt.
Indlægstid: Jul-06-2023