Khái niệm về giao diện RS485 đầu tiên là gì?
Nói tóm lại, nó là tiêu chuẩn cho các đặc tính điện, được xác định bởi Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông và Liên minh Công nghiệp Điện tử. Mạng truyền thông kỹ thuật số sử dụng tiêu chuẩn này có thể truyền tín hiệu một cách hiệu quả trên khoảng cách xa và trong môi trường có nhiễu điện tử cao. RS-485 cho phép cấu hình mạng cục bộ chi phí thấp và liên kết truyền thông đa nhánh.
RS485 có hai loại dây: hệ thống hai dây và hệ thống bốn dây. Hệ thống bốn dây chỉ có thể đạt được liên lạc điểm-điểm và hiện nay hiếm khi được sử dụng. Hiện nay, phương pháp nối dây hệ thống hai dây được sử dụng chủ yếu.
Trong kỹ thuật hiện tại yếu, giao tiếp RS485 thường áp dụng phương thức giao tiếp chủ-nô lệ, nghĩa là một máy chủ có nhiều nô lệ.
Nếu hiểu sâu về RS485, bạn sẽ thấy bên trong quả thực có rất nhiều kiến thức. Vì vậy, chúng tôi sẽ chọn ra một số vấn đề mà chúng tôi thường quan tâm trong điện yếu để mọi người cùng tìm hiểu và tìm hiểu.
Quy định về điện RS-485
Do sự phát triển của RS-485 từ RS-422 nên nhiều quy định về điện của RS-485 tương tự như RS-422. Nếu sử dụng truyền dẫn cân bằng, điện trở kết thúc cần được kết nối với đường truyền. RS-485 có thể áp dụng phương pháp hai dây và bốn dây, đồng thời hệ thống hai dây có thể đạt được giao tiếp hai chiều đa điểm thực sự, như trong Hình 6.
Khi sử dụng kết nối bốn dây, như RS-422, nó chỉ có thể đạt được giao tiếp điểm-điểm, nghĩa là chỉ có thể có một thiết bị chính và các thiết bị còn lại là thiết bị phụ. Tuy nhiên, nó có những cải tiến so với RS-422 và có thể kết nối thêm 32 thiết bị trên xe buýt bất kể phương thức kết nối bốn dây hay hai dây.
Đầu ra điện áp chế độ chung RS-485 nằm trong khoảng từ -7V đến +12V và trở kháng đầu vào tối thiểu của bộ thu RS-485 là 12k;, Trình điều khiển RS-485 có thể được áp dụng trong mạng RS-422. RS-485, giống như RS-422, có khoảng cách truyền tối đa khoảng 1219 mét và tốc độ truyền tối đa 10Mb/s. Độ dài của cặp xoắn cân bằng tỷ lệ nghịch với tốc độ truyền và chiều dài cáp tối đa được chỉ định chỉ có thể được sử dụng khi tốc độ dưới 100kb/s. Tốc độ truyền cao nhất chỉ có thể đạt được trong một khoảng cách rất ngắn. Nói chung, tốc độ truyền tối đa của đôi dây xoắn dài 100 mét chỉ là 1Mb/s. RS-485 yêu cầu hai điện trở đầu cuối có giá trị điện trở bằng trở kháng đặc tính của cáp truyền. Khi truyền ở khoảng cách hình chữ nhật, không cần điện trở kết thúc, thường không yêu cầu dưới 300 mét. Điện trở kết thúc được kết nối ở cả hai đầu của bus truyền.
Những điểm chính để cài đặt mạng RS-422 và RS-485
RS-422 có thể hỗ trợ 10 nút, trong khi RS-485 hỗ trợ 32 nút, do đó nhiều nút tạo thành một mạng. Cấu trúc liên kết mạng thường sử dụng cấu trúc bus phù hợp với thiết bị đầu cuối và không hỗ trợ mạng vòng hoặc mạng sao. Khi xây dựng mạng cần lưu ý những điểm sau:
1. Sử dụng cáp xoắn đôi làm bus và kết nối từng nút nối tiếp. Độ dài của đường đi từ bus đến mỗi nút phải càng ngắn càng tốt để giảm thiểu tác động của tín hiệu phản xạ ở đường đi lên tín hiệu bus.
2. Phải chú ý đến tính liên tục của trở kháng đặc tính bus và sự phản xạ tín hiệu sẽ xảy ra khi Phân loại sự không liên tục của trở kháng. Các tình huống sau đây có thể dễ dàng dẫn đến sự gián đoạn này: các đoạn khác nhau của xe buýt sử dụng các loại cáp khác nhau hoặc có quá nhiều bộ thu phát được lắp đặt sát nhau trên một đoạn nhất định của xe buýt hoặc các đường nhánh quá dài được dẫn ra ngoài xe buýt.
Nói tóm lại, cần cung cấp một kênh tín hiệu liên tục, duy nhất dưới dạng bus.
Làm thế nào để xem xét độ dài của cáp truyền khi sử dụng giao diện RS485?
Trả lời: Khi sử dụng giao diện RS485, độ dài cáp tối đa được phép truyền tín hiệu dữ liệu từ máy phát đến tải trên một đường truyền cụ thể là một hàm của tốc độ tín hiệu dữ liệu, chủ yếu bị giới hạn bởi độ méo tín hiệu và nhiễu. Đường cong mối quan hệ giữa chiều dài cáp tối đa và tốc độ tín hiệu hiển thị trong hình dưới đây thu được bằng cách sử dụng cáp điện thoại xoắn đôi lõi đồng 24AWG (có đường kính dây 0,51mm), với điện dung bỏ qua đường dây là 52,5PF/M, và điện trở tải đầu cuối là 100 ohms.
Khi tốc độ tín hiệu dữ liệu giảm xuống dưới 90Kbit/S, giả sử mức suy hao tín hiệu tối đa cho phép là 6dBV thì chiều dài cáp được giới hạn ở 1200M. Trên thực tế, đường cong trong hình rất thận trọng và trong sử dụng thực tế, có thể đạt được chiều dài cáp lớn hơn nó.
Khi sử dụng cáp có đường kính dây khác nhau. Chiều dài cáp tối đa thu được là khác nhau. Ví dụ: khi tốc độ tín hiệu dữ liệu là 600Kbit/S và sử dụng cáp 24AWG, có thể thấy từ hình vẽ rằng chiều dài cáp tối đa là 200m. Nếu sử dụng cáp 19AWG (có đường kính dây 0,91mm), chiều dài cáp có thể lớn hơn 200m; Nếu sử dụng cáp 28AWG (có đường kính dây 0,32mm), chiều dài cáp chỉ có thể nhỏ hơn 200m.
Làm thế nào để đạt được giao tiếp đa điểm của RS-485?
Trả lời: Chỉ một máy phát có thể gửi trên bus RS-485 bất cứ lúc nào. Chế độ bán song công, chỉ có một nô lệ chính. Chế độ song công hoàn toàn, trạm chính luôn có thể gửi và trạm phụ chỉ có thể gửi một lần. (Được kiểm soát bởi và DE)
Trong những điều kiện nào, kết hợp thiết bị đầu cuối cần được sử dụng cho giao tiếp giao diện RS-485? Làm thế nào để xác định giá trị điện trở? Làm thế nào để cấu hình điện trở phù hợp với thiết bị đầu cuối?
Trả lời: Khi truyền tín hiệu đường dài, thông thường cần kết nối một điện trở phù hợp đầu cuối ở đầu nhận để tránh phản xạ tín hiệu và tiếng vang. Giá trị điện trở khớp của thiết bị đầu cuối phụ thuộc vào đặc tính trở kháng của cáp và không phụ thuộc vào chiều dài của cáp.
RS-485 thường sử dụng kết nối cặp xoắn (được che chắn hoặc không được che chắn), với điện trở đầu cuối thường nằm trong khoảng từ 100 đến 140 Ω, với giá trị điển hình là 120 Ω. Trong cấu hình thực tế, một điện trở đầu cuối được kết nối với mỗi nút trong số hai nút đầu cuối của cáp, nút gần nhất và xa nhất, trong khi nút ở giữa không thể kết nối với điện trở đầu cuối, nếu không sẽ xảy ra lỗi giao tiếp.
Tại sao giao diện RS-485 vẫn có dữ liệu đầu ra từ máy thu khi ngừng giao tiếp?
Trả lời: Vì RS-485 yêu cầu tắt tất cả các tín hiệu điều khiển cho phép truyền và kích hoạt thu có hiệu lực sau khi gửi dữ liệu, nên trình điều khiển xe buýt sẽ chuyển sang trạng thái điện trở cao và bộ thu có thể theo dõi xem có dữ liệu liên lạc mới trên xe buýt hay không.
Tại thời điểm này, xe buýt ở trạng thái truyền động thụ động (nếu xe buýt có điện trở khớp đầu cuối, mức chênh lệch của đường A và B là 0, đầu ra của máy thu không chắc chắn và rất nhạy cảm với sự thay đổi của tín hiệu vi sai trên đường AB; nếu không có thiết bị đầu cuối phù hợp, xe buýt ở trạng thái trở kháng cao và đầu ra của máy thu không chắc chắn), do đó dễ bị nhiễu từ bên ngoài. Khi điện áp nhiễu vượt quá ngưỡng tín hiệu đầu vào (giá trị điển hình ± 200mV), bộ thu sẽ xuất dữ liệu, khiến UART tương ứng nhận dữ liệu không hợp lệ, gây ra các lỗi giao tiếp thông thường sau đó; Một tình huống khác có thể xảy ra tại thời điểm bật/tắt điều khiển cho phép truyền, khiến bộ thu phát ra tín hiệu, điều này cũng có thể khiến UART nhận không chính xác. Giải pháp:
1) Trên bus truyền thông, phương pháp kéo lên (đường A) ở cùng một đầu vào pha và kéo xuống (đường B) ở đầu vào pha đối diện được sử dụng để kẹp bus, đảm bảo rằng đầu ra máy thu ở mức a. mức "1" cố định; 2) Thay thế mạch giao diện bằng các sản phẩm giao diện dòng MAX308x có chế độ ngăn ngừa lỗi tích hợp; 3) Loại bỏ thông qua phần mềm có nghĩa là thêm 2-5 byte đồng bộ hóa ban đầu trong gói dữ liệu liên lạc, chỉ sau khi đáp ứng tiêu đề đồng bộ hóa thì giao tiếp dữ liệu thực mới có thể bắt đầu.
Suy giảm tín hiệu RS-485 trong cáp truyền thông
Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu là sự suy giảm tín hiệu trong quá trình truyền cáp. Cáp truyền dẫn có thể được coi là một mạch tương đương bao gồm sự kết hợp của điện dung phân tán, điện cảm phân tán và điện trở.
Điện dung phân bố C của cáp chủ yếu được tạo ra bởi hai dây xoắn song song. Điện trở của dây ít ảnh hưởng đến tín hiệu ở đây và có thể bỏ qua.
Ảnh hưởng của điện dung phân tán đến hiệu suất truyền của bus RS-485
Điện dung phân bố của cáp chủ yếu được tạo ra bởi hai dây xoắn song song. Ngoài ra, còn có một điện dung phân bố giữa dây và đất, tuy rất nhỏ nhưng không thể bỏ qua trong phân tích. Tác động của điện dung phân tán đến hiệu suất truyền tải của xe buýt chủ yếu là do việc truyền tín hiệu cơ bản trên xe buýt, tín hiệu này chỉ có thể được biểu thị theo cách "1" và "0". Trong một byte đặc biệt, chẳng hạn như 0x01, tín hiệu "0" cho phép có đủ thời gian sạc cho tụ điện phân tán. Tuy nhiên, khi có tín hiệu "1" đến, do tụ điện phân tán chưa có thời gian phóng điện nên (Vin+) - (Vin -) - vẫn lớn hơn 200mV. Điều này dẫn đến việc người nhận nhầm tưởng đó là "0", cuối cùng dẫn đến lỗi xác minh CRC và lỗi truyền toàn bộ khung dữ liệu.
Do ảnh hưởng của việc phân phối trên bus nên xảy ra lỗi truyền dữ liệu, dẫn đến hiệu suất tổng thể của mạng giảm. Có hai cách để giải quyết vấn đề này:
(1) Giảm Baud truyền dữ liệu;
(2) Sử dụng cáp có tụ điện phân tán nhỏ để nâng cao chất lượng đường dây truyền tải.
Theo dõi CF FIBERLINK để tìm hiểu thêm về chuyên môn bảo mật!!!
Tuyên bố: Việc chia sẻ nội dung chất lượng cao với mọi người là điều quan trọng. Một số bài viết có nguồn gốc từ internet. Nếu có bất kỳ vi phạm nào, vui lòng cho chúng tôi biết và chúng tôi sẽ xử lý trong thời gian sớm nhất.
Thời gian đăng: Jul-06-2023