**1 **Prehľad RS-485
Podobne ako RS-232, aj RS-485 je sériový komunikačný štandard. Jeho súčasné oficiálne označenie je TIA-485/EIA-485-A, bežne sa však označuje ako štandard RS-485. RS-485 je široko používaný v priemyselných odvetviach, ako je priemyselná automatizácia, automobilový priemysel a správa budov. V rámci série štandardov EIA sa protokol RS-485 považuje za najuniverzálnejší a vykazuje vynikajúci výkon vo všetkých štyroch štandardoch sériovej komunikácie.
Zbernica RS-485 prekonáva nedostatky RS-232 – menovite krátku komunikačnú vzdialenosť a nízku dátovú rýchlosť. RS-485 podporuje prenosovú rýchlosť až 10 Mbit/s a má teoretickú komunikačnú vzdialenosť až 1 200 metrov. Na rozdiel od jednokoncového prenosu RS-232, RS-485 používa diferenciálny prenos cez pár krútených párov vodičov, pričom jeden vodič je označený ako A a druhý ako B.
**2 **Fyzická vrstva RS-485
Fyzická vrstva RS-485 je zodpovedná za prenos nespracovaných údajov medzi zariadeniami a fyzickým prenosovým médiom. Zaoberá sa konverziou elektrických signálov na digitálne dáta a zároveň definuje napäťové úrovne, časovanie, prenosové rýchlosti a ďalšie parametre.
① Diferenciálne signály
Diaľkové{0}}káblovanie vedie k útlmu signálu a zvyšuje pravdepodobnosť šumu a rušenia. To sa prejavuje ako zmeny v amplitúde napätia na kábloch A a B. Výhodou použitia diferenciálnych vedení je však to, že odpočítaním rozdielu medzi týmito dvoma signálmi sa rušenie zruší, čím sa umožní výstup normálneho signálu. Schopnosť diferenciálneho prijímača ignorovať identické napätia na oboch signálových vedeniach sa nazýva odmietnutie spoločného-režimu.
Norma špecifikuje, že logická 1 je +2V až +6V a logická 0 je -6V až -2V.
RS-485 nevyžaduje špecifické napätie zbernice; berie do úvahy len minimálne rozdielové napätie. Pri dlhších kábloch môže napätie prijímané prijímačom klesnúť na +/- 200 mV, čo je stále úplne prijateľné pre RS-485 – to je jedna z výhod RS-485.
Mnohé transceivery spĺňajú alebo dokonca prekračujú štandard TIA/EIA-485A; v praktických aplikáciách však majú prednosť špecifikované parametre zariadenia. Napríklad minimálny záporný vstupný prah pre určitý transceiver je -200 mV.
② Definície signálov
Definície signálovej linky RS-485
Schematický diagram zástrčkových a zásuvkových konektorov DB9
| DB9 | Kruhový indikátor | Názov PIN |
|
1 |
CD | Carrier Detect |
| 2 | RXD | Prijímať údaje |
| 3 | TXD | Prenášať údaje |
| 4 | DTR | Dátový terminál pripravený |
| 5 | GND | Systém Ground |
| 6 | DSR | Dáta sú pripravené |
| 7 | RTS | Žiadosť o prenos |
| 8 | CTS | Clear to Transmit |
| 9 | RI | Kruhový indikátor |
Priradenie pinov DB9
Carrier Detect (CD) Tento riadiaci signál sa používa, keď modem oznámi počítaču, že zistil nosný signál, ktorý môže počítač použiť na prenos údajov.
Receive Data (RXD) Táto linka sa používa na prenos dát medzi dvoma zdrojmi. Príkladom sú dáta prijaté z modemu a odoslané do počítača.
Prenos dát (TXD) Toto je linka, ktorá skutočne prenáša prenášané dáta.
Data Terminal Ready (DTR) Tento signál označuje, že počítač je pripravený na prenos údajov.
Systémové uzemnenie (GND) Označuje fyzické spojenie so zemou, ktoré sa používa ako základná čiara na meranie napätia v obvode alebo ako spoločná cesta pre spätný prúd.
Diagram pinoutov pre 25-kolíkové RS-485 polovičné a plne duplexné konektory
V porovnaní so signálom DTR signalizuje signál Data Set Ready (DSR) počítač alebo terminál, že modem je funkčný a schopný prijímať údaje.
Pre tento signál je potrebné kladné napätie na aktiváciu signálu Ready to Send (RTS). To znamená, že medzi súborom údajov a dátovým terminálom je možný-bezrušený prenos.
Po nadviazaní spojenia medzi dátovým terminálom a modemom sa prenesie signál Clear to Send (CTS), ktorý potvrdí, že dátový terminál potvrdil, že komunikácia môže začať.
Indikátor zvonenia (RI) slúži na upozornenie modemu prevádzkujúceho súbor údajov, že bol zistený nízkofrekvenčný signál. Tento signál iba varuje dátový terminál a neovplyvňuje prenos dát medzi zariadeniami.
Priradenia pinov sa pripájajú ku konektorom DB9 a DB25 cez 2 a 4 kontakty.
Linky TxD+ a TxD- na konektore DB25 prenášajú dáta, zatiaľ čo linky RxD+ a RxD- prenášajú prijaté dáta. Pretože ide o diferenciálne signály, môžu sa prenášať na väčšie vzdialenosti.
Rozhranie RS-485 prekonáva protokol RS-232 z hľadiska prenosovej vzdialenosti a rýchlosti prenosu dát. Podporuje prenosové rýchlosti 30–35 Mbps na vzdialenosť až 10 metrov. Dátové rýchlosti 100 Kbps je možné dosiahnuť na vzdialenosť až 1 200 metrov. RS-485 sa primárne používa vo viacbodových konfiguráciách, ktoré využívajú jeho vyvážené diferenciálne rozhranie.
Ako je znázornené na konektore kábla RS-485, toto rozhranie obsahuje všetky signály v diferenciálnej konfigurácii.
● Signály CTS+ a CTS-, ako aj signály RTS+ a RTS- sa používajú ako riadiace signály potriasania rúk.
● TxD+ a TxD- sa používajú na prenos údajov.
● RxD+ a RxD- sú linky používané na príjem údajov.
Viacbodová konfigurácia môže pripojiť až 32 zariadení k jednému hlavnému ovládaciemu zariadeniu. VSAT NMS (Network Management System) je jedným z takýchto príkladov. V tejto implementácii môže softvér bežiaci na PC monitorovať a riadiť rôzne podsystémy. Patria sem MUX, modem, RF up/down konvertory a ďalšie sieťové komponenty. Aby tento typ implementácie správne fungoval, sú potrebné správne zapojené konektory RS-485 na PC s aplikáciou NMS a na všetkých pripojených podsystémoch.
Popis rozhrania RS485
Rozhranie RS485 (EIA485) sa ukázalo ako mimoriadne robustné a vďaka svojej viac{2}}bodovej topológii sa stalo najobľúbenejším komunikačným protokolom v priemyselnom sektore. Protokol RS422 je podobný protokolu RS485 v tom, že oba používajú na prenos údajov diferenciálne signály.
Existujú dva typy RS-485:
● Half{0}}duplex RS-485 má 2 kolíky.
● Full{0}}duplex RS-485 má 4 kolíky.
Plný{0}}duplexný režim môžete použiť, keď potrebujete súčasne odosielať a prijímať dáta. V polovičnom-duplexnom režime môžete v ľubovoľnom čase iba odosielať alebo prijímať údaje.
Rozsah napätia na linke je -7 V až +12 V.
Na implementáciu protokolu RS-485 nie je potrebný žiadny špecifický typ konektora, ale vo väčšine prípadov sa používajú konektory DB9 alebo svorkovnice.
Špecifické konektory RS-485 môžu mať rôzne konfigurácie kolíkov. Skutočnú konfiguráciu môžete určiť na základe dokumentácie dodanej so zariadením.
Pripojenie zariadenia RS-485 s 2 kolíkmi-Half-Duplex RS-485 Pridelenie kolíkov
Pripojenie zariadenia RS-485 so 4 kolíkmi-Plne duplexné pridelenie kolíkov RS-485
Mnohé prevodníky RS-485 sú dnes kompatibilné s RS-422, takže na týchto prevodníkoch často uvidíte signály označené T/R+ a T/R-, ktoré zodpovedajú A+ a B- RS-485.
③ Topológia
RS-485 podporuje dvoj- aj štvordrôtové-konfigurácie. Štvordrôtová konfigurácia je obmedzená na komunikáciu medzi bodmi-do{7}}a dnes sa používa len zriedka. bežnejšie sa používa dvojvodičová konfigurácia. Táto konfigurácia využíva zbernicovú topológiu, ktorá umožňuje pripojenie až 32 uzlov na jednu zbernicu.
Podobne ako I²C, aj zbernica RS-485 funguje v režime master-slave. Podporuje režim point{4}}to{5}}point single-slave a multi{7}}slave režim, ale nepodporuje režim multi-master.
