RS standarder

Seriell overføringsgrensesnittstandard, RS232, ble tatt i bruk i 1969. Imidlertid, både før og etter at det ble tatt i bruk, har dette grensesnittet vært så populært at det har dukket opp flere varianter. De har prøvd på forskjellige måter å bryte grensene satt av RS232 når det gjelder kabellengde og hastighet, med strømgrensen på 15 meter, mens overføringshastigheten er på det høyeste 921.6 Kbit / sek for RS232 (se tabell nedenfor).

2016-02-10_17h03_04

For å bryte grensen på 15 m ble RS422-anbefalingen vedtatt. Den viser hvordan bruk av balanserte signaler kan kommuniseres over avstander opp til 1200 meter og opptil 10 Mbit / sek. Mens RS232 handler om forbindelsen mellom en sender og en mottaker, "punkt til punkt", kan data fra hver utgang på RS422 formidles til 10 innganger. I praksis brukes imidlertid nesten alle RS422-grensesnitt for "punkt til punkt" -forbindelser. Bare med RS485-standarden ble det anbefalt en anbefaling i 1983 som viste hvordan både flere sendere og flere mottakere kan kommunisere over et par transmisjonslinjer ("multidrop").

 

Balanserte transmisjonslinjer

balancerede_transmission

FIG. 1 viser signaloverføring på balanserte linjer som brukt i RS422 og RS485.

Senderen har her to utganger hvis signaler alltid har motsatt polaritet (T + og T-). Tilsvarende har mottakeren to innganger (R + og R-). Grovt sett bestemmes utgangen fra mottakerkretsen av polariteten til spenningsdifferansen mellom R + og R-, og ikke av spenningen mellom en signalledning og en jordlinje, som tilfellet er i en RS232-forbindelse.

For den balanserte mottakeren er spenningene på signaltrådene i forhold til rammer ubetydelige, med mindre de overskrider spenningene som er spesifisert som den maksimale "felles modus" i tabell 1.

De balanserte ledningene er derfor veldig ufølsomme for elektromagnetisk støy som enten induseres på overføringslinjene eller resulterer i spenningsforskjeller mellom sender- og mottakerens siderammer. Dette betyr imidlertid ikke at det er unødvendig å etablere en forbindelse til rammen på sender- og mottakersiden. Hvis forskjellen mellom de to systemspenningene overstiger den maksimale "felles modus", vil mottakerkretsen ikke lenger fungere ordentlig, og i verste fall kan mottakeren og senderkretsen ødelegges. Størrelsen på støysignaler indusert på signallinjene vil være proporsjonal med avstanden mellom lederne. Støy indusert i en enkelt vri er balansert i neste vri fordi støyen her induseres i motfasen. En viktig forutsetning for kommunikasjon på lang avstand er I fig. 1 er avslutningsmotstanden vist som RT og bør justeres slik at overføringskabelen avsluttes med en motstand på omtrent 120 ohm, noe som typisk er den karakteristiske impedansen til et tvinnet par ledninger. som overføres på ledningen vil bli reflektert der kabelen fysisk ender og gå tilbake på ledningen. Her vil de forstyrre senere sendte signaler. På lange kabellinjer kan dette forårsake datafeil, spesielt ved høye hastigheter.

 

"Multidrop" nettverk

balancerede_transmission_2

Som tabell 1 viser, er de elektriske dataene for RS422 og RS485 veldig like. Den avgjørende forskjellen er at RS485-standarden gjør det mulig å koble flere senderutganger til samme par ledninger. Nemlig at en RS485-utgang kan slås av, dvs. et styresignal kan tvinge senderutgangstransistorer til ikke-ledende tilstand, noe som ser ut til å være frakoblingslinjen. Ofte brukes seriellportens RTS-signal som et styresignal. Den passive modusen lar deretter en annen RS485-sender bruke nettverket, for eksempel er vist på fig. 2. Når senderen og mottakeren er koblet til samme par ledninger, kan overføring og mottak ikke skje på samme tid - dvs. bruke "halv dupleks". Sendere og mottakere kan kobles til når som helst langs linjen, og derfor må begge ender av overføringskabelen avsluttes med en termineringsmotstand.

balancerede_transmission_3balancerede_transmission_4

balancerede_transmission_5

FIG. 3, 4 og 5 illustrerer noen enkle strategier for bruk av multidrop-nettverk. I fig. 3 viser et 4-leder nettverk bestående av to separate nettverk, som hver har to termineringsmotstander (ikke vist på figuren). Man ser at PC1 kan overføre til PC2 og PC3 mens de samtidig mottar data fra PC2 eller PC3 på det andre paret av ledninger. Det kalles full dupleks når sending og mottak kan gjøres samtidig. Dermed kan PC1 vekselvis kjøre full dupleks sammen med PC2 eller PC3. PC2 og PC3 kan derimot ikke kommunisere med hverandre. Derfor vil det typisk være PC1 som sender kommandoer som PC2 og PC3 kan gjenkjenne og svare på, f.eks. ved å sende data eller kommandoer tilbake til PC1. Denne strategien kalles ofte "mester / slave". PC2 og PC3 er ikke nødvendigvis PC-er. For eksempel kan de det være en A / converter og en kontaktsensor med RS485-utgang. FIG. 4 viser et 2-tråds nettverk der termineringsmotstandene ikke er vist. Siden overførings- og mottaksledningene er vanlige, kan ikke full dupleks brukes. Hver enhet, derimot, kan vekselvis sende og motta. Dette kalles "halv dupleks" og krever programvare for å kontrollere TX med RTS-signalet slik at bare en kan overføre.

FIG. 5 viser en forbindelse med 3 separate nettverk, hver har to termineringsmotstander (ikke vist på figuren) Hver part kan sende data til sin "nabo" på den ene siden og motta data fra "naboen" på den andre. Den foreslår å bruke en "token ring" -strategi hvor en blokk med data sendes rundt nettverket til den når målet som den var ment.

Ulempen er at det går mye CPU-tid med lesing og muligens videresending av datablokker. På sin side kan alle parter bruke full dupleks. Metoden er også egnet for å etablere langsiktige nettverk strekker seg, som det er mellom hver "nabo" på nettet.

 

Automatisk flowcontrol

Som nevnt blir RTS-signalet ofte brukt for å aktivere senderutgangen på multidrop-nettverk som vist på fig. 2. Det krever f.eks. at RTS-signalet styres av programvare fra en PC. Noen typer RS485-utstyr har imidlertid "automatisk flytkontroll" - noe som betyr at RS485-utstyret har en krets som automatisk aktiverer senderen når data skal sendes - men bare hvis det ikke er data (fra andre sendere) på nettverket. Dette reduserer risikoen for "datakollisjon" betydelig. Disse modulene bruker også en protokoll som eliminerer risikoen for tap av data på grunn av kollisjon. "Flow control" brukes vanligvis bare for seriekoblinger som bruker "Half Duplex", dvs. kan ikke sendes og mottas samtidig. Siden RS232 og 422 bruker "Full Duplex", er det vanligvis bare på RS485-utstyr det er noen gang automatisk "Flow Control".