RS-standarder

Gränssnittsstandarden för seriell överföring, RS232, antogs 1969. Men både före och efter antagandet har detta gränssnitt varit så populärt att flera varianter har dykt upp. De har försökt på olika sätt bryta gränserna som ställts in av RS232 när det gäller kabellängd och hastighet, där strömgränsen är 15 meter, medan överföringshastigheten är högst 921.6 Kbit / sek för RS232 (se tabell nedan).

2016-02-10_17h03_04

För att bryta gränsen på 15 m antogs RS422-rekommendationen. Den visar hur användning av balanserade signaler kan kommuniceras över avstånd upp till 1200 meter och med upp till 10 Mbit / sek. Medan RS232 handlar om anslutningen mellan en sändare och en mottagare, "punkt till punkt", från varje utgång på RS422 kan data kommuniceras till 10 ingångar. I praktiken används dock nästan alla RS422-gränssnitt för "punkt till punkt" -anslutningar. Endast med RS485-standarden fanns det en rekommendation 1983 som visar hur både flera sändare och flera mottagare kan kommunicera över ett par överföringslinjer ("multidrop").

 

Balanserade transmissionslinjer

balancerede_transmission

FIKON. 1 visar signalöverföring på balanserade linjer som används enligt RS422 och RS485.

Sändaren har två utgångar här, vars signaler alltid har motsatt polaritet (T + och T-). På liknande sätt har mottagaren två ingångar (R + och R-). Mottagarkretsens utsignal bestäms grovt sett av polariteten för spänningsskillnaden mellan R + och R- och inte av spänningen mellan en signallinje och en jordledning, som är fallet i en RS232-anslutning.

För den balanserade mottagaren är spänningarna på signalledningarna i förhållande till marken obetydliga, så länge de inte överskrider spänningar som anges som max. "Gemensamt läge" i tabell 1.

De balanserade ledningarna är därför mycket okänsliga för elektromagnetiskt brus, vilket antingen induceras på transmissionsledningarna eller återspeglas i spänningsskillnader mellan ramar på sändarens och mottagarsidan. Detta betyder dock inte att det är överflödigt att upprätta en anslutning till ramen på sändarens och mottagarsidan. "Om skillnaden mellan de två jordspänningarna överskrider det maximala" gemensamma läget "kommer mottagarkretsen inte längre att fungera korrekt, och i värsta fall kan mottagaren och sändarkretsen förstöras. För att säkerställa brusimmunitet är det viktigt att överföringskabeln består av par tvinnade ledningar," tvinnat par ".

Storleken på brussignaler som induceras på signalledningarna kommer att vara proportionell mot avståndet mellan ledarna. Buller som induceras i en enda vridning balanseras i nästa twist eftersom bruset här induceras i motsatt fas. En viktig förutsättning för kommunikation över långa avstånd är I fig 1 visas avslutningsmotståndet som RT och bör justeras så att överföringskabeln slutar med ett motstånd på cirka 120 ohm, vilket typiskt är den karakteristiska impedansen för ett tvinnat par av trådar. Om motståndet utelämnas kommer signalerna att , skickas på kabeln, reflekteras där kabeln fysiskt slutar och vandrar tillbaka på tråden. Här kommer de att störa senare överförda signaler. På långa kabelvägar kan detta orsaka datafel, särskilt vid höga hastigheter.

 

"Multidrop" nätverk

balancerede_transmission_2

Som tabell 1 visar är de elektriska data för RS422 och RS485 mycket lika. Den avgörande skillnaden är att RS485-standarden gör att flera sändarutgångar kan anslutas till samma parpar. En RS485-utgång kan stängas av, dvs. en styrsignal kan tvinga sändarens utgångstransistorer till det icke ledande tillståndet, vilket verkar som om utgångslinjen kopplades bort. RTS-signalen för den seriella porten används ofta som en styrsignal. Det passiva läget tillåter sedan en annan RS485-sändare att använda nätverket som det t.ex. visas i fig. 2. När sändare och mottagare är anslutna till samma par trådar, kan sändning och mottagning inte ske samtidigt - dvs. "halv duplex" används. Sändare och mottagare kan anslutas när som helst längs linjen, och därför måste båda ändarna av transmissionskabeln avslutas med ett avslutningsmotstånd.

balancerede_transmission_3balancerede_transmission_4

FIKON. 3, 4 och 5 illustrerar några enkla strategier för användning av multidrop-nätverk. I fig. Fig. 3 visar ett 4-trådsnätverk, som består av två separata nätverk, vardera med två avslutningsmotstånd (visas inte i figuren). Man ser att PC1 kan skicka till PC2 och PC3 samtidigt som data tas emot från PC2 eller PC3 på det andra trådparet. Det kallas full duplex när sändning och mottagning kan ske samtidigt. PC1 kan således växelvis köra full duplex tillsammans med PC2 eller PC3. PC2 och PC3 kan å andra sidan inte kommunicera med varandra. Det kommer därför vanligtvis att vara PC1 som skickar kommandon som PC2 och PC3 kan känna igen och svara på, t.ex. genom att skicka data eller kommandon tillbaka till PC1. Denna strategi kallas ofta "mästare / slav". PC2 och PC3 är inte nödvändigtvis datorer. De kan t.ex. vara en A / omvandlare och en kontaktsensor med RS485-utgång. FIKON. 4 visar ett 2-ledars nätverk där avslutningsmotståndet inte visas. Eftersom sändnings- och mottagningstrådarna är vanliga kan inte full duplex användas. Varje enhet kan å andra sidan växelvis skicka och ta emot. Detta kallas "halv duplex" och kräver programvara för att styra TX med RTS-signalen så att bara en kan sända.

balancerede_transmission_5

FIKON. Fig. 5 visar en koppling med 3 separata nätverk, var och en med två avslutningsmotstånd (visas inte i figuren). Varje part kan skicka data till sin "granne" på ena sidan och ta emot data från "grannen" på andra sidan. Den planerar att använda en "token ring" -strategi, där ett block med data överförs runt nätverket tills det når den destination som den var avsedd för.

Nackdelen är att mycket CPU-tid tas upp med läsning och eventuellt. framåt datablock. I gengäld kan alla parter använda full duplex. Metoden är också lämplig för att etablera nät över långa avstånd, eftersom upp till 1,2 km avstånd är tillåtet mellan varje "granne" i nätverket.

 

Automatisk "Flow Control"

Som nämnts används RTS-signalen ofta för att aktivera sändarutgången i multidrop-nätverk som visas i fig. 2. Det kräver t.ex. att RTS-signalen styrs av mjukvara från en PC. Vissa typer av utrustning för RS485 har emellertid "automatisk flödeskontroll" - vilket innebär att RS485-utrustningen har en inbyggd krets som automatiskt aktiverar sändaren när data ska skickas - men bara om det inte finns några data (från andra sändare) i nätverket. Detta minskar risken för "datakollision" avsevärt. Dessa moduler använder också ett protokoll som utesluter risken för dataförlust på grund av kollision. "Flow control" används vanligtvis endast för seriella anslutningar som använder "Half Duplex", dvs. kan inte skickas och tas emot samtidigt. Eftersom RS232 och 422 använder "Full Duplex" är det oftast bara på RS485-utrustning att det någonsin finns en automatisk "Flow Control".