ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับบัส RS-485: เลเยอร์ทางกายภาพ

**1 **ภาพรวม RS-485

เช่นเดียวกับ RS-232 RS-485 เป็นมาตรฐานการสื่อสารแบบอนุกรม การกำหนดอย่างเป็นทางการในปัจจุบันคือ TIA-485/EIA-485-A แต่โดยทั่วไปจะเรียกว่ามาตรฐาน RS-485 RS-485 ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ยานยนต์ และการจัดการอาคาร ภายในซีรีส์มาตรฐาน EIA โปรโตคอล RS-485 ถือเป็นโปรโตคอลที่หลากหลายที่สุด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในมาตรฐานการสื่อสารแบบอนุกรมทั้งสี่มาตรฐาน

บัส RS-485 เอาชนะข้อบกพร่องของ RS-232 กล่าวคือ ระยะการสื่อสารที่สั้นและอัตราการส่งข้อมูลต่ำ RS-485 รองรับอัตราข้อมูลสูงสุด 10 Mbit/s และมีระยะการสื่อสารตามทฤษฎีสูงถึง 1,200 เมตร ต่างจากการส่ง RS-232 แบบปลายเดียวตรงที่ RS-485 ใช้การส่งผ่านส่วนต่างผ่านสายคู่ตีเกลียว โดยสายหนึ่งถูกกำหนดให้เป็น A และอีกเส้นหนึ่งเป็น B

**2 **ชั้นกายภาพ RS-485

เลเยอร์กายภาพ RS-485 มีหน้าที่รับผิดชอบในการส่งข้อมูลดิบระหว่างอุปกรณ์และสื่อการรับส่งข้อมูลทางกายภาพ โดยจะจัดการการแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นข้อมูลดิจิทัล ในขณะเดียวกันก็กำหนดระดับแรงดันไฟฟ้า เวลา อัตราข้อมูล และพารามิเตอร์อื่นๆ

1 สัญญาณที่แตกต่าง
การเดินสายระยะไกล-ส่งผลให้สัญญาณลดทอนลง และเพิ่มโอกาสที่จะเกิดเสียงรบกวนและการรบกวน สิ่งนี้ปรากฏเป็นการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าบนสายเคเบิล A และ B อย่างไรก็ตาม ข้อดีของการใช้เส้นดิฟเฟอเรนเชียลก็คือการลบความแตกต่างระหว่างสัญญาณทั้งสองจะยกเลิกการรบกวน ทำให้สามารถส่งสัญญาณปกติได้ ความสามารถของตัวรับดิฟเฟอเรนเชียลในการละเว้นแรงดันไฟฟ้าที่เหมือนกันบนสายสัญญาณทั้งสองสายเรียกว่าการปฏิเสธโหมดร่วม-
 

มาตรฐานระบุว่าตรรกะ 1 คือ +2V ถึง +6V และตรรกะ 0 คือ -6V ถึง -2V
RS-485 ไม่ต้องการแรงดันบัสเฉพาะ จะพิจารณาเฉพาะแรงดันไฟฟ้าส่วนต่างขั้นต่ำเท่านั้น หากสายเคเบิลยาวขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่เครื่องรับได้รับอาจลดลงเหลือ +/- 200 mV ซึ่งยังคงยอมรับได้อย่างสมบูรณ์สำหรับ RS-485 นี่คือข้อดีประการหนึ่งของ RS-485

ตัวรับส่งสัญญาณจำนวนมากมีคุณสมบัติตรงหรือเกินกว่ามาตรฐาน TIA/EIA-485A ด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริง พารามิเตอร์ที่ระบุของอุปกรณ์จะมีความสำคัญเหนือกว่า ตัวอย่างเช่น เกณฑ์อินพุตเชิงลบขั้นต่ำสำหรับตัวรับส่งสัญญาณบางตัวคือ -200 mV

2 คำจำกัดความของสัญญาณ

คำจำกัดความของสายสัญญาณ RS-485

แผนผังของตัวเชื่อมต่อ DB9 ตัวผู้และตัวเมีย

การกำหนดพิน DB9

Carrier Detect (CD) สัญญาณควบคุมนี้จะใช้เมื่อโมเด็มแจ้งให้คอมพิวเตอร์ทราบว่าตรวจพบสัญญาณพาหะที่คอมพิวเตอร์สามารถใช้รับส่งข้อมูลได้

รับข้อมูล (RXD) บรรทัดนี้ใช้สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างสองแหล่ง ตัวอย่างคือข้อมูลที่ได้รับจากโมเด็มและส่งไปยังคอมพิวเตอร์

ส่งข้อมูล (TXD) นี่คือบรรทัดที่นำข้อมูลที่ส่งจริง

Data Terminal Ready (DTR) สัญญาณนี้บ่งชี้ว่าคอมพิวเตอร์พร้อมที่จะส่งข้อมูล

System Ground (GND) หมายถึงการเชื่อมต่อทางกายภาพกับกราวด์ ใช้เป็นเส้นพื้นฐานสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรหรือเป็นเส้นทางทั่วไปในการส่งคืนกระแสไฟฟ้า

อินเทอร์เฟซ RS-485 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าโปรโตคอล RS-232 ในแง่ของระยะการส่งข้อมูลและอัตราการส่งข้อมูล รองรับอัตราข้อมูล 30–35 Mbps ในระยะทางสูงสุด 10 เมตร อัตราข้อมูล 100 Kbps สามารถทำได้ในระยะทางสูงสุด 1,200 เมตร RS-485 ถูกใช้เป็นหลักในการกำหนดค่าหลายจุดซึ่งใช้ประโยชน์จากอินเทอร์เฟซส่วนต่างที่สมดุล

ดังที่แสดงในพินเอาท์สายเคเบิล RS-485 อินเทอร์เฟซนี้นำเสนอสัญญาณทั้งหมดในการกำหนดค่าส่วนต่าง

● สัญญาณ CTS+ และ CTS- รวมถึงสัญญาณ RTS+ และ RTS- ถูกใช้เป็นสัญญาณควบคุมการจับมือ

● TxD+ และ TxD- ใช้สำหรับการรับส่งข้อมูล

● RxD+ และ RxD- เป็นบรรทัดที่ใช้ในการรับข้อมูล

การกำหนดค่าหลายจุดสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 32 เครื่องเข้ากับอุปกรณ์ควบคุมหลักตัวเดียว VSAT NMS (Network Management System) คือตัวอย่างหนึ่ง ในการใช้งานนี้ ซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนพีซีสามารถตรวจสอบและควบคุมระบบย่อยต่างๆ ซึ่งรวมถึง MUX, โมเด็ม, ตัวแปลง RF ขึ้น/ลง และส่วนประกอบเครือข่ายอื่นๆ เพื่อให้การใช้งานประเภทนี้ทำงานได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อ RS-485 แบบมีสายอย่างถูกต้องบนพีซีที่รันแอปพลิเคชัน NMS และระบบย่อยที่เชื่อมต่อทั้งหมด

คำอธิบายอินเทอร์เฟซ RS485

อินเทอร์เฟซ RS485 (EIA485) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความแข็งแกร่งอย่างยิ่ง และเนื่องจากโทโพโลยีแบบหลาย-จุด ทำให้กลายเป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในภาคอุตสาหกรรม โปรโตคอล RS422 นั้นคล้ายคลึงกับ RS485 ซึ่งทั้งสองใช้สัญญาณที่แตกต่างกันในการส่งข้อมูล

RS-485 มีสองประเภท:

● Half-duplex RS-485 มี 2 พิน

● RS-485 ดูเพล็กซ์เต็ม- มี 4 พิน

คุณสามารถใช้โหมดดูเพล็กซ์เต็ม-เมื่อคุณต้องการส่งและรับข้อมูลพร้อมกัน ในโหมดฮาล์ฟ-ดูเพล็กซ์ คุณสามารถส่งหรือรับข้อมูลในเวลาใดก็ได้เท่านั้น

ช่วงแรงดันไฟฟ้าบนสายคือ -7 V ถึง +12 V

ไม่จำเป็นต้องมีประเภทตัวเชื่อมต่อเฉพาะเพื่อใช้โปรโตคอล RS-485 แต่โดยส่วนใหญ่ จะใช้ตัวเชื่อมต่อ DB9 หรือเทอร์มินัลบล็อก

ขั้วต่อ RS-485 เฉพาะอาจมีการกำหนดค่าพินที่แตกต่างกัน คุณสามารถกำหนดการกำหนดค่าจริงตามเอกสารที่ให้มาพร้อมกับอุปกรณ์

การเชื่อมต่ออุปกรณ์ RS-485 ด้วย 2 พิน-การจัดสรรพิน RS-485 แบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์การเชื่อมต่ออุปกรณ์ RS-485 ด้วย 4 พิน-การจัดสรรพิน RS-485 ฟูลดูเพล็กซ์

3 โทโพโลยี

RS-485 รองรับทั้งการกำหนดค่าสายสอง-และสี่- การกำหนดค่าสายสี่-นั้นจำกัดอยู่ที่การสื่อสารแบบจุด-ถึง- และไม่ค่อยมีการใช้ในปัจจุบัน มีการใช้การกำหนดค่าแบบสองสายมากกว่าปกติ การกำหนดค่านี้ใช้โทโพโลยีบัส ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโหนดได้สูงสุด 32 โหนดบนบัสเดียว

เช่นเดียวกับ I²C บัส RS-485 ทำงานในโหมดมาสเตอร์-สเลฟ รองรับทั้งโหมดจุด-ถึง-จุดโหมดสเลฟเดียว-และโหมดสเลฟหลาย- แต่ไม่สนับสนุนโหมดมัลติมาสเตอร์