RS standarder

Grensesnittstandarden for seriell overføring, 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 forsøkt på forskjellige måter å bryte grensene satt av RS232 med tanke på kabellengde og hastighet, der strømgrensen er 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 15-metersgrensen ble RS422-anbefalingen vedtatt. Den viser hvordan bruk av balanserte signaler kan kommuniseres over avstander opp til 1200 meter, og med 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 kommuniseres til 10 innganger. I praksis brukes imidlertid nesten alle RS422-grensesnitt for "punkt til punkt" -forbindelser. Bare med RS485-standarden var det en anbefaling i 1983 som viser 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 henhold til RS422 og RS485. Senderen har to utganger her, hvis signaler alltid har motsatt polaritet (T + og T-). Tilsvarende har mottakeren to innganger (R + og R-). Mottakerkretsens utgangssignal bestemmes grovt sett 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 signallinjene i forhold til bakken ubetydelige, så lenge de ikke overskrider spenningene som er spesifisert som maks. "Common mode" i tabell 1.

De balanserte ledningene er derfor veldig ufølsomme for elektromagnetisk støy, som enten induseres på overføringstrådene eller gjenspeiles i spenningsforskjeller mellom rammer på sender- og mottakersiden. Dette betyr imidlertid ikke at det er overflødig å etablere en forbindelse til rammen på sender- og mottakersiden. "Hvis forskjellen mellom de to bakkespenningene overstiger den maksimale" felles modus ", vil mottakerkretsen ikke lenger fungere ordentlig, og i verste fall kan mottakeren og senderkretsen bli ødelagt. For å sikre støyimmunitet er det viktig at overføringskabelen består av par tvinnede ledninger," vridd par ".

Størrelsen på støysignaler indusert på signallinjene vil være proporsjonal med avstanden mellom lederne. Støy indusert i en enkelt vri balanseres i neste vri fordi støyen her induseres i motsatt fase. En viktig forutsetning for kommunikasjon over lange avstander er I fig. 1 er avslutningsmotstanden vist som RT og bør justeres slik at overføringskabelen avsluttes med en motstand på omtrent 120 ohm, som typisk er den karakteristiske impedansen til et tvinnet par ledninger. Hvis motstanden er utelatt, vil signalene , sendt på ledningen, gjenspeiles der kabelen fysisk ender og vandrer tilbake på ledningen. Her vil de forstyrre senere sendte signaler. På lange kabelruter kan dette føre til datafeil, spesielt i 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 at flere senderutganger kan kobles til samme par ledninger. En RS485-utgang kan slås av, dvs. et styresignal kan tvinge sendetransportørene til den ikke-ledende tilstanden, noe som virker som om utgangslinjen ble koblet fra. RTS-signalet til serieporten brukes ofte som styresignal. Den passive modusen lar deretter en annen RS485-sender bruke nettverket som det f.eks. er vist på fig. 2. Når sender og mottaker er koblet til samme par ledninger, kan overføring og mottak ikke skje samtidig - dvs. "halv dupleks" brukes. 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_4balancerede_transmission_5

FIG. 3, 4 og 5 illustrerer noen enkle strategier for bruk av multidrop-nettverk. I fig. 3 viser et 4-leder nettverk, som består av to separate nettverk, hver med to termineringsmotstander (ikke vist på figuren). Man ser at PC1 kan sende til PC2 og PC3 samtidig som de mottar data fra PC2 eller PC3 på det andre paret av ledninger. Det kalles full dupleks når sending og mottak kan skje samtidig. PC1 kan dermed vekselvis kjøre full dupleks sammen med PC2 eller PC3. PC2 og PC3 kan derimot ikke kommunisere med hverandre. Det vil derfor 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. De kan f.eks. være en A / converter og en kontaktsensor med RS485 utgang. FIG. 4 viser et 2-leder nettverk der termineringsmotstandene ikke er vist. Ettersom overførings- og mottaksledninger 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 kobling med 3 separate nettverk, som hver har to avslutningsmotstander (ikke vist på figuren). Hver part kan sende data til sin "nabo" på den ene siden og motta data fra "naboen" på den andre siden. Den planlegger å bruke en "token ring" -strategi, der en datablokk blir sendt videre rundt nettverket til den når målet som den var ment.

Ulempen er at det tar mye CPU-tid med lesing og ev. fremover datablokker. Til gjengjeld kan alle parter bruke full dupleks. Metoden er også egnet for å etablere nett over lange avstander, da det er tillatt opptil 1,2 km avstand mellom hver "nabo" på nettet.

 

 

Automatisk "Flow control"

Som nevnt brukes ofte RTS-signalet 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 utstyr for RS485 har imidlertid "automatisk flytkontroll" - noe som betyr at RS485-utstyret har en innebygd 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 utelukker risikoen for datatap 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 oftest bare på RS485-utstyr det noen gang er en automatisk "Flow Control".