Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

В современном мире, очень большое количество промышленного оборудования работает через физические интерфейсы, для связи.

Физический уровень — это канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI).

Рассмотрим несколько популярных интерфейсов: RS-485 и RS422


1. Интерфейс RS-485

RS-485 (Recommended Standard 485), также EIA-485 (Electronic Industries Alliance-485)  — один из наиболее распространенных стандартов физического уровня для асинхронного интерфейса связи.

Название стандарта: ANSI TIA/EIA-485-A:1998 Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems.

Стандарт приобрел большую популярность и стал основой для создания целого семейства промышленных сетей, широко используемых в промышленной автоматизации.

Стандарт RS-485 совместно разработан двумя ассоциациями:

— Ассоциацией электронной промышленности (EIA — Electronic Industries Association)

— Ассоциацией промышленности средств связи (TIA — Telecommunications Industry Association)

Ранее EIA маркировала все свои стандарты префиксом «RS»

Многие инженеры продолжают использовать это обозначение, однако EIA/TIA официально заменил «RS» на «EIA/TIA» с целью облегчить идентификацию происхождения своих стандартов.

Стандарт определяет следующие линии для передачи сигнала:

A — неинвертирующая

B — инвертирующая

C — необязательная общая линия (ноль)

Несмотря на недвусмысленное определение, иногда возникает путаница, по поводу того какие обозначения («A» или «B») следует использовать для инвертирующей и неинвертирующей линии. Для того, чтобы избежать этой путаницы часто используются альтернативные обозначения, например: «+» / «-«

Сеть, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи витой пары — двух скрученных проводов.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам. Причем по одному проводу (условно A) идет оригинальный сигнал, а по другому (условно B) — его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе «1», то на другом «0» и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при «1» она положительна, при «0» — отрицательна.

Именно этой разностью потенциалов и передается сигнал.

RS-485 — полудуплексный интерфейс. Прием и передача идут по одной паре проводов с разделением по времени. В сети может быть много передатчиков, так как они могут отключаются в режиме приема.

Несмотря на то, что интерфейс RS-485 двухпроводной, существует его четырех проводная реализация.

При этом интерфейс не становится полнодуплексным, он также является полудуплексным.

Четырехпроводная версия выделяет задающий узел (master), передатчик которого работает на приемники всех остальных.

Передатчик зада­ющего узла всегда активен — переход в третье состояние ему не нужен.

Передат­чики остальных ведомых (slave) узлов должны иметь тристабильные выходы, они объединяются на общей шине с приемником ведущего узла. В двухпроводной версии все узлы равноправны.

Сеть построенная на базе RS-485 поддерживает по стандарту до 32 устройств «единичной нагрузки»

На рынке широко представлены устройства с другими значениями «нагрузки» — 1/2(т.е. уже 64 устройства), 1/4 (128 устройств) от единичной нагрузки.

При построении таких линий, возникает достаточно много сложностей, поэтому необходимо обладать должными знаниями для их проектирования.


2. Интерфейс RS-422

Последовательный дифференциальный интерфейс RS-422 (Recommended Standard 422) по своим особенностям очень походит на другой интерфейс передачи данных в сети — RS-485.

Они могут электрически совмещаться между собой, но всё же есть ряд существенных отличий.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

RS-422 является полностью дуплексным интерфейсом (full duplex), поэтому передача данных может одновременно осуществлять в обоих направлениях. Например, подтверждение приёма пакетов данных происходит одновременно с приёмом последующих пакетов.

Дуплексность обеспечивается за счёт того, что используется одновременно два приёмопередатчика, один из которых работает на приём, другой — на передачу.

В то время как RS-485 применяется для организации сети со множеством абонентов, RS-422 используется обычно для налаживания передачи данных между двумя устройствами на длинных дистанциях.

Это обуславливается тем, что RS-422 поддерживает создание только одномастерных сетей, в которых в качестве передатчика может выступать только одно устройство, а остальные способны лишь принимать сигнал.

Максимальная дальность действия интерфейса RS-422 точно такая же, как и у RS-485, и составляет 1200 метров.

Интерфейс RS-422 используется гораздо реже, чем RS-485 и, как правило, не для создания сети, а для соединения двух устройств на большом расстоянии.

Каждый передатчик RS-422 может быть нагружен на 10 приемников.

2.1. Подключение интерфейса счетчика Альфа A1800 с полнодуплексным интерфейсом к модему RX.

Данные счетчики подключаются к модему RX по 4-х проводному интерфейсу RS422. Но не смотря на то, что в документации на этот счетчик, интерфейс называется 4-х проводной RS485, на самом деле это RS422.

Полнодуплексным типом интерфейса комплектовались счетчики до 2008 года. На данный момент практически все данные счетчики полудуплексные, но для точности лучше уточнить у поставщика или производителя.


3. Особенности

Несмотря на схожесть интерфейсов RS-485 и RS-422 они не совместимы друг с другом.

Нельзя к прибору с одним типом интерфейса подключать устройства или приборы с другим типом интерфейса.


Дополнительные данные:

Модемы RX с интерфейсом RS-485

Модемы RX с интерфейсом RS-422

GSM модемы TELEOFIS серии RX.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Руководство по эксплуатации


Ссылки по теме:

Интерфейс RS-485

Интерфейс RS-422

Интерфейсы RS-485, RS-422 и RS-232

2.3. Интерфейсы RS-485, RS-422 и RS-232

Интерфейсы RS-485 и RS-422 описаны в стандартах ANSI
EIA/TIA*-485-А и EIA/TIA-422. Интерфейс RS-485 является
наиболее распространенным в промышленной автоматизации. Его используют промышленные сети Modbus,
Profibus DP, ARCNET, BitBus, WorldFip, LON, Interbus и множество нестандартных сетей. Связано это с
тем, что по всем основным показателям данный интерфейс является наилучшим из
всех возможных при современном уровне развития технологии. Основными его
достоинствами являются:

  • двусторонний обмен данными всего по одной витой паре проводов;
  • работа с несколькими трансиверами, подключенными к одной и той же линии, т. е. возможность организации сети;
  • большая длина линии связи;
  • достаточно высокая скорость передачи.

2.3.1. Принципы построения

Дифференциальная передача сигнала

В основе построения интерфейса RS-485
лежит дифференциальный способ передачи сигнала, когда
напряжение, соответствующее уровню логической единицы или нуля, отсчитывается
не от «земли», а измеряется как разность потенциалов между двумя передающими
линиями: Data+ и Data-
(рис. 2.1).
При этом напряжение каждой
линии относительно «земли» может быть произвольным, но не должно
выходить за диапазон -7…+12 В
[RS —
TIA].

Приемники сигнала являются дифференциальными, т.е.
воспринимают только разность между напряжениями на линии Data+
и Data-. При разности напряжений более 200 мВ, до +12 В
считается, что на линии установлено значение логической единицы, при напряжении
менее -200 мВ, до -7 В — логического нуля. Дифференциальное напряжение на выходе
передатчика в соответствии со стандартом должно быть не менее 1,5 В,
поэтому при пороге срабатывания приемника 200 мВ помеха (в том числе падение напряжения
на омическом сопротивлении линии) может иметь размах 1,3 В над уровнем 200 мВ.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка
Такой большой запас необходим для работы на длинных линиях с большим омическим
сопротивлением. Фактически, именно этот запас по напряжению и определяет
максимальную длину линии связи (1200 м) при низких скоростях передачи
(менее 100 кбит/с).

Благодаря симметрии линий относительно «земли» в
них наводятся помехи, близкие по форме и величине. В приемнике с дифференциальным
входом сигнал выделяется путем вычитания напряжений на линиях, поэтому после
вычитания напряжение помехи оказывается равным нулю. В реальных условиях, когда
существует небольшая асимметрия линий и нагрузок, помеха подавляется не
полностью, но ослабляется существенно.

Для минимизации чувствительности линии передачи к
электромагнитной наводке используется витая пара проводов. Токи, наводимые в
соседних витках вследствие явления электромагнитной индукции, по «правилу
буравчика» оказываются направленными навстречу друг-другу и взаимно
компенсируются. Степень компенсации определяется качеством изготовления кабеля
и количеством витков на единицу длины.

«Третье» состояние выходов




Рис. 2.1. Соединение трех устройств с интерфейсом RS-485 по двухпроводной схеме

Второй особенностью передатчика D (D — «Driver») интерфейса RS-485 является возможность перевода выходных каскадов в
«третье» (высокоомное) состояние сигналом  (Driver Enable) (рис. 2.1).
Для этого
запираются оба транзистора выходного каскада передатчика. Наличие третьего
состояния позволяет осуществить полудуплексный обмен между любыми двумя устройствами,
подключенными к линии,  всего по двум проводам. Если на рис. 2.1 передачу
выполняет устройство , а прием — устройство ,
то выходы
передатчиков  и
переводятся
в высокоомное состояние, т.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка е. фактически к линии оказываются подключены только
приемники, при этом выходное сопротивление передатчиков  и   не шунтирует линию.

Перевод передатчика интерфейса в третье состояние
осуществляется обычно сигналом RTS
(Request To Send)
СОМ-порта.

Четырехпроводной интерфейс

Интерфейс RS-485 имеет две версии: двухпроводную
и четырехпроводную. Двухпроводная используется для полудуплексной
передачи (рис. 2.1),
когда информация может
передаваться в обоих направлениях, но в разное время. Для полнодуплексной
(дуплексной) передачи используют четыре линии связи: по двум информация
передается в одном направлении, по двум другим — в обратном
(рис. 2.2).

Недостатком четырехпроводной
(рис. 2.2)
схемы является
необходимость жесткого указания ведущего и ведомых устройств на стадии
проектирования системы, в то время как в двухпроводной схеме любое устройство
может быть как в роли ведущего, так и ведомого. Достоинством четырехпроводной
схемы является возможность одновременной передачи и приема данных, что бывает
необходимо при реализации некоторых сложных протоколов обмена.

Режим приема эха




Рис. 2.2. Четырехпроводное соединение устройств с интерфейсом RS-485

Если приемник передающего узла включен во время передачи, то
передающий узел принимает свои же сигналы. Этот режим называется «приемом
эха» и обычно устанавливается микропереключателем на плате интерфейса.
Прием эха
иногда используется в сложных протоколах передачи, но чаще этот режим выключен.

Заземление, гальваническая изоляция и защита от молнии

Если порты RS-485, подключенные к
линии передачи, расположены на большом расстоянии один от другого, то
потенциалы их «земель» могут сильно различаться.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка В этом случае для
исключения пробоя выходных каскадов микросхем трансиверов (приемопередатчиков) интерфейса
следует использовать гальваническую изоляцию между портом RS-485
и землей. При небольшой разности потенциалов «земли» для выравнивания
потенциалов, в принципе, можно использовать проводник, однако такой способ на
практике не применяется, поскольку практически все коммерческие интерфейсы RS-485 имеют гальваническую изоляцию (см. например,
преобразователь NL-232C или повторитель интерфейсов
NL-485C фирмы RealLab!).

Защита интерфейса от молнии выполняется с помощью
газоразрядных и полупроводниковых устройств защиты, см. раздел «Защита от помех».

2.3.2. Стандартные параметры

В последнее время появилось много микросхем трансиверов
интерфейса RS-485, которые имеют более широкие
возможности, чем установленные стандартом. Однако для обеспечения совместимости
устройств между собой необходимо знать параметры, описанные в стандарте (см.
табл. 2.2).













Табл. 2.2. Параметры интерфейса RS-485, установленные стандартом

Параметр

Условие

Мин.

Макс.

Единица измерения

Выходное
напряжение передатчика без нагрузки

1,5

-1,5

6

-6

В

В

Выходное
напряжение передатчика с нагрузкой

1,5

-1,5

5

-5

В

В

Ток к.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка з.
передатчика

К. з. выхода на источник
питания +12 В или на ‑7 В

±250

мА

Длительность
переднего фронта импульсов передатчика

30

% от ширины импульса

Синфазное
напряжение на выходе передатчика

-1

3

В

Чувствительность
приемника

При синфазном напряжении от -7 до +12 В

±200

мВ

Синфазное
напряжение на входе приемника


-7

+12

В

Входное
сопротивление приемника


12

кОм

Максимальная
скорость передачи

Кабель длиной:

12 м

1200 м


10

100


Мбит/с

Кбит/с

2.

Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка 3.3. Согласование линии с передатчиком и приемником

Если время распространения электромагнитного поля через
кабель становится сравнимо с характерными временами передаваемых сигналов, то
кабель нужно рассматривать как длинную линию с распределенными параметрами
[Попов].
Время распространения
электромагнитного поля в нем составляет 60…75% от скорости света в вакууме и
зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости диэлектрика кабеля,
сопротивления проводника и его конструктивных особенностей. При скорости света
в вакууме 300000 км/с для кабеля длиной 1000 м можно получить
скорость
распространения электромагнитной волны в кабеле 200…225 км/с и
время распространения 5,6 мкс.

Электромагнитная волна, достигая конца кабеля, отражается от
него и возвращается к источнику сигнала, отражается от источника и опять
проходит к концу кабеля. Вследствие потерь на нагрев проводника и диэлектрика
амплитуда волны в конце кабеля всегда меньше, чем в начале. Для типовых кабелей
можно считать, что только первые 3 цикла прохождения волны существенно влияют
на форму передаваемого сигнала [RS].
Это дает общую длительность
паразитных колебаний на фронтах передаваемых импульсов, связанных с отражениями, 
около 33,6 мкс при длине кабеля 1 км. Поскольку в приемном узле универсальный
трансивер (UART Universal Asynchronous Receive Transmit) определяет
логическое состояние линии в центре импульса,
то минимальная длительность импульса, который еще можно распознать с помощью UART, составляет 33,6 х 2 = 67,2 мкс. Поскольку при NRZ
кодировании (см. раздел «CAN»)
минимальная длительность
импульса позволяет закодировать 1 бит информации, то получим максимальную
скорость передачи информации, которую еще можно принять несмотря на наличие
отражений, равную 1/67,2 мкс = 14,9 кбит/с. Учитывая, что реально условия
передачи всегда хуже расчетных, стандартную скорость передачи 9600 бит/с
приближенно можно считать границей, на которой еще можно передать сигнал на
расстояние 1000 м несмотря на наличие отражений от концов линии.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Рассмотренная ситуация ухудшается c ростом рассогласования между частотой синхронизации передатчика
и приемника, вследствие которой момент считывания сигнала оказывается смещенным
относительно центра импульса. Следует также учитывать, что на практике не все
устройства с интерфейсом RS-485 используют стандартный UART, считывающий значение логического состояний посредине импульса.

При большей скорости передачи, например, 115200 бит/с,
ширина передаваемых импульсов составляет 4,3 мкс, и их невозможно отличить от
импульсов, вызванных отражениями от концов линии. Используя вышеприведенные
рассуждения, можно получить, что при скорости передачи 115200 бит/с
максимальная длина кабеля, при которой еще можно не учитывать отражения от
концов линии, составляет 60 м.

Для устранения отражений линия должна быть нагружена на
сопротивление, равное волновому сопротивлению кабеля


,


(2. 1)

где  — погонные сопротивление,
индуктивность, проводимость и емкость кабеля,  — комплексная круговая частота. Как
следует из этой формулы, в кабеле без потерь волновое сопротивление не зависит
от частоты, при этом прямоугольный импульс распространяется по линии без
искажений. В линии
с потерями фронт импульса «расплывается» по мере увеличения
расстояния импульса от начала кабеля.

Отношение амплитуды напряжения отраженного синусоидального
сигнала (отраженной волны) от конца линии к амплитуде сигнала, пришедшего к
концу линии (падающей волны) называется коэффициентом отражения по напряжению

[Бессонов],
который зависит от степени согласованности волновых сопротивлений
линии и нагрузки:


,

(2.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка 2)

где  — сопротивлению
согласующего резистора на конце
или в начале линии (кабеля). Случай  соответствует идеальному согласованию
линии, при котором отражения отсутствуют ().





Рис. 2.3. Применение терминальных резисторов для согласования линии передачи

Для согласования линии
используют терминальные
(концевые) резисторы (рис. 2.3).
Величину резистора выбирают в
зависимости от волнового сопротивления используемого кабеля. Для систем
промышленной автоматики используются кабели с волновым сопротивлением от 100 до
150 Ом, однако кабели, спроектированные специально для интерфейса RS-485, имеют волновое сопротивление 120 Ом. На такое же сопротивление
обычно рассчитаны микросхемы трансиверов интерфейса RS-485.
Поэтому сопротивление терминального резистора выбирается равным 120 Ом,
мощность — 0,25 Вт.

Резисторы ставят на двух противоположных концах кабеля.
Распространенной ошибкой является установка резистора на входе каждого
приемника, подключенного к линии, или на конце каждого отвода от линии, что
перегружает стандартный передатчик. Дело в том, что два терминальных резистора
в сумме дают 60 Ом и потребляют ток 25 мА при напряжении на выходе передатчика
1,5 В; кроме этого,  32 приемника со стандартным входным током 1 мА потребляют
от линии 32 мА, при этом общее потребление тока от передатчика составляет 57
мА. Обычно это значение близко к максимально допустимому току нагрузки
стандартного передатчика RS-485. Поэтому нагрузка
передатчика дополнительными резисторами может привести к его отключению средствами
встроенной автоматической защиты от перегрузки.

Второй причиной, которая запрещает использование резистора в
любом месте, кроме концов линии, является отражение сигнала от места
расположения резистора.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

При расчете сопротивления
согласующего резистора нужно
учитывать общее сопротивление всех нагрузок на конце линии. Например, если к
концу линии подключен шкаф комплектной автоматики, в котором расположены 30
модулей с портом RS-485, каждый из которых имеет входное
сопротивление 12 кОм, то общее сопротивление всех модулей будет равно 12 кОм/30
= 400 Ом. Поэтому для получения сопротивления нагрузки линии 120 Ом сопротивление
терминального резистора должно быть равно 171 Ом.



а)

б)


Рис. 2.4. Правильная (а) и неправильная (б) топология сети на основе
интерфейса RS-485. Квадратиками обозначены устройства
с интерфейсом RS-485

Отметим недостаток применения согласующих резисторов. При
длине кабеля 1 км его омическое сопротивление (для типового стандартного
кабеля) составит 97 Ом. При наличии согласующего резистора 120 Ом образуется
резистивный делитель, который примерно в 2 раза ослабляет сигнал, и ухудшает
отношение сигнал/шум на входе приемника. Поэтому при низких скоростях передачи
(менее 9600 бит/с) и большом уровне помех терминальный резистор не улучшает, а
ухудшает надежность передачи.

В промышленных преобразователях интерфейса RS-232
в RS-485 согласующие  резисторы обычно уже установлены
внутри изделия и могут отключаться микропереключателем (джампером). Поэтому
перед применением таких устройств необходимо проверить, в какой позиции
находится переключатель.

2.3.4. Топология сети на основе интерфейса RS-485

Топология сетей на основе интерфейса RS-485
определяется необходимостью устранения отражений в линии передачи.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Поскольку
отражения происходят от любой неоднородности, в том числе ответвлений от линии,
то единственно правильной топологией сети будет такая, которая выглядит как
единая линия без отводов, к которой не более чем в 32 точках подключены 
устройства с интерфейсом RS-485
(рис. 2.4,
a). Любые варианты, в которых линия
имеет длинные отводы или соединение нескольких кабелей в одной точке
(
рис. 2.4, б), приводят к отражениям и снижению качества передачи.

Однако сказанное справедливо только для высоких скоростей
передачи (более 9600 бит/с), когда эффекты отражения влияют на
достоверность передачи. Для низких скоростей длина отвода  (рис. 2.3) может быть
произвольной.

Если существует необходимость разветвления линии, то это
можно сделать с помощью повторителей интерфейса
(рис. 2.5)
или концентратора (хаба),
см. раздел «Концентраторы (хабы)». Повторители позволяют разделить линию на сегменты, в каждом из которых
выполняются условия согласования с помощью двух терминальных резисторов и не
возникают эффекты, связанные с отражениями от концов линии, а длина отвода
от линии до
повторителя всегда может быть сделана достаточно малой
(рис. 2.5).





Рис. 2.5. Применение повторителей интерфейса для разветвления линии
передачи

2.3.5. Устранение состояния неопределенности линии

Когда передатчики всех устройств, подключенных к лини,
находятся в третьем (высокоомном) состоянии, логическое состояние линии и
входов всех приемников не определено. Чтобы устранить эту неопределенность,
неинвертирующий вход приемника соединяют через резистор с шиной питания, а
инвертирующий — с шиной «земли». Величины резисторов выбирают такими,
чтобы напряжение между входами стало больше порога срабатывания приемника (+200
мВ).Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Поскольку эти резисторы оказываются подключенными
параллельно линии передачи, то для обеспечения согласования линии с интерфейсом
необходимо, чтобы эквивалентное сопротивление на входе линии было равно 120 Ом.

Например, если резисторы, используемые для устранения
неопределенности состояния линии, имеют сопротивление 450 Ом каждое, то
резистор для согласования линии должен иметь номинал 130 Ом, тогда
эквивалентное сопротивление цепи будет равно 114120 Ом. Для того, чтобы найти
дифференциальное напряжение линии в третьем состоянии всех передатчиков (см.
рис. 2.6),
нужно учесть, что к противоположному
концу линии в стандартной конфигурации подключен еще один резистор сопротивлением
120 Ом и до 32 приемников с входным дифференциальным сопротивлением 12 кОм.
Тогда при напряжении питания  
(рис. 2.6)
дифференциальное напряжение
линии будет равно +272 мВ, что удовлетворяет требованию стандарта.





Рис. 2.6. Резисторная цепь на выходе трансивера интерфейса, устраняющая неопределенное состояние линии и обеспечивающая ее согласование

2.3.6. Сквозные токи

В сети на основе интерфейса RS-485
может быть ситуация, когда включены два передатчика одновременно. Если при этом
один из них находится в состоянии логической единицы, а второй — в состоянии
логического нуля, то от источника питания на землю течет «сквозной»
ток большой величины, ограниченный только низким сопротивлением двух открытых
транзисторных ключей. Этот ток может вывести из строя транзисторы выходного
каскада передатчика или вызвать срабатывание их схемы защиты.

Такая ситуация возможна не только при грубых ошибках в
программном обеспечении, но и в случае, если неправильно установлена задержка
между моментом выключения одного передатчика и включением другого.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Ведомое
устройство не должно передавать данные до тех пор, пока передающее не закончит
передачу. Повторители интерфейса должны определять начало и конец передачи
данных и в соответствии ними переводить передатчик в активное или третье
состояние.

2.3.7. Выбор кабеля

В зависимости от скорости передачи и необходимой длины
кабеля можно использовать либо специально спроектированный для интерфейса RS-485 кабель, либо практически любую пару проводов. Кабель,
спроектированный специально для интерфейса RS-485,
является витой парой с волновым сопротивлением 120 Ом.

Для хорошего подавления излучаемых и принимаемых помех важно
большое количество витков на единицу длины кабеля, а также идентичность
параметров всех проводов.

При использовании неизолированных трансиверов интерфейса
кроме сигнальных проводов в кабеле необходимо предусмотреть еще одну витую пару
для соединения цепей заземления соединяемых интерфейсов. При наличии
гальванической изоляции интерфейсов этого делать не нужно.

Кабели могут быть экранированными или нет. Без эксперимента
очень трудно решить, нужен ли экран. Однако, учитывая, что стоимость
экранированного кабеля не намного выше, лучше всегда использовать кабель с
экраном.




Рис. 2.7. Зависимость допустимой длины кабеля от скорости передачи для интерфейса RS-485

При низкой скорости передачи и на постоянном токе большую
роль играет падение напряжения на омическом сопротивлении кабеля. Так,
стандартный кабель для интерфейса RS-485 сечением 0,35
кв.мм имеет омическое сопротивление 48,5 * 2 = 97 Ом при длине 1 км. При
терминальном резисторе 120 Ом кабель будет выполнять роль делителя напряжения с
коэффициентом деления 0,55, т. е. напряжение на выходе кабеля будет примерно в
2 раза меньше, чем на его входе.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Этим ограничивается допустимая длина кабеля
при скорости передачи менее 100 кбит/с.

На более высоких частотах допустимая длина кабеля
уменьшается с ростом частоты (рис. 2.7)
и ограничивается потерями в кабеле и эффектом
дрожания фронта импульсов. Потери складываются
из падения напряжения на омическом сопротивлении проводников, которое на
высоких частотах возрастает за счет вытеснения тока к поверхности (скин-эффект)
и потерь в диэлектрике. К примеру, ослабление сигнала в кабеле Belden 9501PVC составляет
10 дБ (3,2 раза) на частоте 20 МГц и 0,4 дБ (на 4,7%) на частоте 100 кГц
[RS] при длине
кабеля 100 м.

Параметр дрожания фронта импульсов определяется с
помощью «глазковой диаграммы»
[Кузнецов,
Long].
На вход линии подается псевдослучайная двоичная последовательность
импульсов, минимальная ширина которых соответствует заданной скорости передачи,
к выходу подключается осциллограф. Если к моменту прихода очередного импульса
переходный процесс, вызванный предыдущим импульсом, не успевает установиться,
то «хвост» предыдущего импульса складывается с началом очередного,
что приводит к сдвигу точки пересечения импульсами нулевого уровня на входе
дифференциального приемника. Величина сдвига зависит от ширины импульсов и
длительности паузы между ними. Поэтому, когда на вход линии подают
псевдослучайную двоичную последовательность импульсов, то на осциллографе,
подключенном к выходу линии, описанный сдвиг проявляется как размытость или
дрожание фронтов импульсов, наложенных друг на друга. Это дрожание ограничивает
возможность распознавания логических уровней и скорость передачи информации.
Величина дрожания оценивается в процентах относительно ширины самого короткого
импульса
(см. рис. 2.8).
Чем больше дрожание, тем труднее распознать
сигнал и тем ниже достоверность передачи.

На
рис. 2.8
показана зависимость
допустимой длины кабеля от скорости передачи при скоростях более 100 кбит/с и использовании трансивера
DS3695 фирмы National Semiconductor
[Ten].Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка
Зависимость построена для трех значений показателей
качества передачи сигнала, которые оценивается величиной дрожания фронта
импульса. Как видно, допустимая длина может быть увеличена при снижении требований
к качеству передачи. Нижняя кривая на
рис. 2.8
показана для случая, когда длительность фронта импульса после прохождения сигнала по линии
увеличивается до 30% от ширины импульса. Увеличение длительности фронтов на
конце линии — вторая причина, по которой длина линии не может быть больше
указанной на
рис. 2.8.




Рис. 2.8. Зависимость допустимой длины кабеля от скорости передачи при скорости более 100 кбит/с

2.3.8. Расширение предельных возможностей

Стандарт RS-485 допускает
подключение не более 32 приемников к одному передатчику. Эта величина ограничивается
мощностью выходного каскада передатчика при стандартном входном сопротивлением
приемника 12 кОм. Количество нагрузок (приемников) может быть увеличено с
помощью более мощных передатчиков, приемников с большим входным сопротивлением
и промежуточных ретрансляторов сигнала (повторителей интерфейса). Все эти
методы используются на практике, когда это необходимо, хотя они выходят за
рамки требований стандарта.

В некоторых случаях требуется соединить устройства на
расстоянии более 1200 м или подключить к одной сети более 32 устройств. Это
можно сделать с помощью повторителей
(репитеров,
ретрансляторов)
интерфейса. Повторитель устанавливается между двумя сегментами линии передачи,
принимает сигнал одного сегмента, восстанавливает фронты импульсов и передает
его с помощью стандартного передатчика во второй сегмент
(рис. 2.5).
Такие повторители обычно являются двунаправленными и имеют гальваническую изоляцию.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Примером может
служить повторитель NL-485C фирмы RealLab!.
Каждый повторитель позволяет добавить к линии 31 стандартное
устройство и увеличить длину линии на 1200 м.

Распространенным методом увеличения числа нагрузок линии является использование
приемников с более высокоомным входом, чем предусмотрено стандартом EIA/TIA-485
(12 кОм). Например, при входном сопротивлении приемника 24 кОм к стандартному
передатчику можно подключить 64 приемника. Уже выпускаются микросхемы трансиверов
для интерфейса RS-485 с возможностью подключения 64, 128 и 256 приемников в
одном сегменте сети (www.analog.com/RS485).
Отметим, что увеличение количества
нагрузок путем увеличения входного сопротивления приемников приводит к
уменьшению мощности передаваемого по линии сигнала, и, как следствие, к
снижению помехоустойчивости.

2.3.9. Интерфейсы RS-232 и RS-422

Интерфейс RS-422 используется
гораздо реже, чем RS-485 и, как правило, не для
создания сети, а для соединения двух устройств на большом расстоянии (до
1200 м), поскольку интерфейс RS-232 работоспособен
только на расстоянии до 15 м. Каждый передатчик RS-422
может быть нагружен на 10 приемников. Интерфейс работоспособен при напряжении
общего вида до ±7 В.

На рис. 2.9
показан пример соединения двух интерфейсов RS-422 преобразователей типа NL-232C фирмы RealLab!
с целью увеличения дальности связи двух устройств.

В табл. 2.3
приведено сравнение основных характеристик трех наиболее популярных интерфейсов, используемых в промышленной
автоматизации.




Рис. 2.9. Соединение двух модулей преобразователей интерфейса RS-232/RS-422















Табл.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка 2.3. Сравнение интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485


Параметр

RS-232

RS‑422

RS‑485

Способ передачи сигнала

Однофазный

Дифференциальный

Дифференциальный

Максимальное количество приемников

1

10

32

Максимальная длина кабеля

15 м

1200 м

1200 м

Максимальная скорость передачи

460 кбит/с

10 Мбит/с

30 Мбит/с**

Синфазное напряжение на выходе

± 25 В

-0,25…+6 В

-7…+12 В

Напряжение в линии под нагрузкой

±5… ±15 В

±2 В

±1,5 В

Импеданс нагрузки

3.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка ..7 кОм

100 Ом

54 Ом

Ток утечки в «третьем»
состоянии

±100 мкА

Допустимый диапазон сигналов на входе
приемника

±15 В

±10 В

-7…+12 В

Чувствительность приемника

±3В

±200 мВ

±200 мВ

Входное сопротивление приемника

3…7 кОм

4 кОм

12 кОм

В чем отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485?

Вы можете узнать больше о последовательных интерфейсах, а потом подобрать оборудование для работы с последовательными интерфейсами в нашем каталоге.

Основные отличия RS-232, RS-422 и RS-485

Под обозначениями RS-232, RS-422 и RS-485 понимаются интерфейсы для цифровой передачи данных. Стандарт RS-232 более известен как обычный СОМ порт компьютера или последовательный порт (хотя последовательным портом также можно считать Ethernet, FireWire и USB). Интерфейсы RS-422 и RS-485 широко применяются в промышленности для соединения различного оборудования.

В таблице приведены основные отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

НазваниеRS-232RS-422RS-485
Тип передачиПолный дуплексПолный дуплексПолудуплекс (2 провода),полный дуплекс (4 провода)
Максимальная дистанция15 метров при 9600 бит/с1200 метров при 9600 бит/с1200 метров при 9600 бит/с
Задействованные контактыTxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND*TxA, TxB, RxA, RxB, GNDDataA, DataB, GND
ТопологияТочка-точкаТочка-точкаМноготочечная
Макс. кол-во подключенных устройств11 (10 устройств в режиме приема)32 (с повторителями больше, обычно до 256)

* Для интерфейса RS-232 не обязательно использовать все линии контактов. Обычно используются линии данных TxD, RxD и провод земли GND, остальные линии необходимы для контроля над потоком передачи данных. Подробнее вы узнаете далее в статье.

Информация, передаваемая по интерфейсам RS-232, RS-422 и RS-485, структурирована в виде какого-либо протокола, например, в промышленности широко распространен протокол Modbus RTU.

Описание интерфейса RS-232

Интерфейс RS-232 (TIA/EIA-232) предназначен для организации приема-передачи данных между передатчиком или терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) и приемником или коммуникационным оборудованием (англ. Data Communications Equipment, DCE) по схеме точка-точка.

Скорость работы RS-232 зависит от расстояния между устройствами, обычно на расстоянии 15 метров скорость равна 9600 бит/с. На минимальном расстоянии скорость обычно равна 115.2 кбит/с, но есть оборудование, которое поддерживает скорость до 921.6 кбит/с.

Интерфейс RS-232 работает в дуплексном режиме, что позволяет передавать и принимать информацию одновременно, потому что используются разные линии для приема и передачи.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка В этом заключается отличие от полудуплексного режима, когда используется одна линия связи для приема и передачи данных, что накладывает ограничение на одновременную работу, поэтому в полудуплексном режиме в один момент времени возможен либо прием, либо передача информации.

Информация по интерфейсу RS-232 передается в цифровом виде логическими 0 и 1.

Логической «1» (MARK) соответствует напряжение в диапазоне от −3 до −15 В.

Логическому «0» (SPACE) соответствует напряжение в диапазоне от +3 до +15 В.

В дополнение к двум линиям приема и передачи, на RS-232 имеются специальные линии для аппаратного управления потоком и других функций.

Для подключения к RS-232 используется специальный разъем D-sub, обычно 9 контактный DB9, реже применяется 25 контактный DB25.

Разъемы DB делятся на Male – «папа» (вилка, pin) и Female – «мама» (гнездо, socket).

Распиновка разъема DB9 для RS-232

Распайка кабеля DB9 для RS-232

Существует три типа подключения устройств в RS-232: терминал-терминал DTE-DTE, терминал- коммуникационное оборудование DTE-DCE, модем-модем DCE-DCE.

Кабель DTE-DCE называется «прямой кабель», потому что контакты соединяются один к одному.

Кабель DCE-DCE называется «нуль-модемный кабель», или по-другому кросс-кабель.

Ниже приведены таблицы распиновок всех перечисленных типов кабеля, и далее отдельно представлена таблица с переводом основных терминов на русский язык.

Распиновка прямого кабеля DB9 для RS-232

Распиновка нуль-модемного кабеля DB9 для RS-232

Таблица с распиновкой разъемов DB9 и DB25.

DB9DB25ОбозначениеНазваниеОписание
18CDCarrier DetectОбнаружение несущей
23RXDReceive DataПрием данных
32TXDTransmit DataПередача данных
420DTRData Terminal ReadyГотовность оконечного оборудования
57GNDSystem GroundОбщий провод
66DSRData Set ReadyГотовность оборудования передачи
74RTSRequest to SendЗапрос на передачу
85CTSClear to SendГотов передавать
922RIRing IndicatorНаличие сигнала вызова

Для работы с устройствами RS-232 обычно необходимо всего 3 контакта: RXD, TXD и GND.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Но некоторые устройства требуют все 9 контактов для поддержки функции управления потоком передачи данных.

Структура передаваемых данных в RS-232

Одно сообщение, передаваемое по RS-232/422/485, состоит из стартового бита, нескольких бит данных, бита чётности и стопового бита.

Стартовый бит (start bit) — бит обозначающий начало передачи, обычно равен 0.

Данные (data bits) – 5, 6, 7 или 8 бит данных. Первым битом является менее значимый бит.

Бит четности (parity bit) – бит предназначенный для проверки четности. Служит для обнаружения ошибок. Может принимать следующие значения:

  • Четность (EVEN), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было четным
  • Нечетность (ODD), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было нечетным
  • Всегда 1 (MARK), бит четности всегда будет равен 1
  • Всегда 0 (SPACE), бит четности всегда будет равен 0
  • Не используется (NONE)

Стоповый бит (stop bit) – бит означающий завершение передачи сообщения, может принимать значения 1, 1.5 (Data bit =5), 2.

Например, сокращение 8Е1 обозначает, что передается 8 бит данных, используется бит четности в режиме EVEN и стоп бит занимает один бит.

Управление потоком в RS-232

Для того чтобы не потерять данные существует механизм управления потоком передачи данных, позволяющий прекратить на время передачу данных для предотвращения переполнения буфера обмена.

Есть аппаратный и программный метод управления.

Аппаратный метод использует выводы RTS/CTS. Если передатчик готов послать данные, то он устанавливает сигнал на линии RTS. Если приёмник готов принимать данные, то он устанавливает сигнал на линии CTS. Если один из сигналов не установлен, то передачи данных не произойдет.

Программный метод вместо выводов использует символы Xon и Xoff (в ASCII символ Xon = 17, Xoff = 19) передаваемые по тем же линиям связи TXD/RXD, что и основные данные.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка При невозможности принимать данные приемник передает символ Xoff. Для возобновления передачи данных посылается символ Xon.

Описание интерфейса RS-422

Интерфейс RS-422 похож на RS-232, т.к. позволяет одновременно отправлять и принимать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разницу потенциалов между проводниками А и В.

Скорость передачи данных в RS-422 зависит от расстояния и может меняться в пределах от 10 кбит/с (1200 метров) до 10 Мбит/с (10 метров).

В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.

Линия RS-422 представляет собой 4 провода для приема-передачи данных (2 скрученных провода для передачи и 2 скрученных провода для приема) и один общий провод земли GND.

Скручивание проводов (витая пара) между собой позволяет избавиться от наводок и помех, потому что наводка одинаково действует на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками А и В одной линии.

Напряжение на линиях передачи данных может находится в диапазоне от -6 В до +6 В.

Логическому 0 соответствует разница между А и В больше +0,2 В.

Логической 1 соответствует разница между А и В меньше -0,2 В.

Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.

При подключении устройства RS-422 нужно сделать перекрестие между RX и TX контактами, как показано на рисунке.

Т.к. расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный 120 Ом согласующий резистор или «терминатор». Этот резистор устанавливается между RX+ и RX- контактами в начале и в конце линии.

Описание интерфейса RS-485

В промышленности чаще всего используется интерфейс RS-485 (EIA-485), потому что в RS-485 используется многоточечная топология, что позволяет подключить несколько приемников и передатчиков.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Интерфейс RS-485 похож на RS-422 тем что также использует дифференциальный сигнал для передачи данных.

Существует два типа RS-485:

  • RS-485 с 2 контактами, работает в режиме полудуплекс
  • RS-485 с 4 контактами, работает в режиме полный дуплекс

В режиме полный дуплекс можно одновременно принимать и передавать данные, а в режиме полудуплекс либо передавать, либо принимать.

В одном сегменте сети RS-485 может быть до 32 устройств, но с помощью дополнительных повторителей и усилителей сигналов до 256 устройств. В один момент времени активным может быть только один передатчик.

Скорость работы также зависит от длины линии и может достигать 10 Мбит/с на 10 метрах.

Напряжение на линиях находится в диапазоне от −7 В до +12 В.

Стандарт RS-485 не определяет конкретный тип разъема, но часто это клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка разъема RS-485 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.

Подключение RS-485 устройств с 2 контактами.

Подключение RS-485 устройств с 4 контактами.

Для согласования линии на больших расстояниях в RS-485 также ставят согласующие резисторы 120 Ом в начале и в конце линии.

Программы для работы с COM-портами

На компьютере интерфейсы RS-232/422/485 будут представлены как обычный СОМ порт. Соответственно подойдут почти любые программы и утилиты для работы с COM портом.

Каждый производитель выпускает свое ПО для работы с COM портом.

Например, MOXA разработала набор утилит PComm Lite, одна из которых позволяет работать с СОМ портом.

Производитель ICP DAS предлагает воспользоваться утилитой DCON Utility Pro с поддержкой протоколов Modbus RTU, ASCII и DCON. Скачать

Настройка модулей ICP DAS программой DCON Utility PRO

Устройства для работы с последовательными интерфейсами

Наверх к оглавлению


За более подробной информацией обращайтесь к специалистам IPC2U по телефону: +7 (495) 232 0207 или по e-mail: [email protected]

В чем отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485? | Александр Золотарев

Копипаст отсюда https://ipc2u.ru/articles/prostye-resheniya/otlichiya-interfeysov-rs-232-rs-422-rs-485/?utm_source=zen&utm_medium=social&utm_campaign=converters&utm_content=edu&utm_term=otlichiya-rs-232-422-485

Содержание:

Основные отличия RS-232, RS-422 и RS-485

Под обозначениями RS-232, RS-422 и RS-485 понимаются интерфейсы для цифровой передачи данных. Стандарт RS-232 более известен как обычный СОМ порт компьютера или последовательный порт (хотя последовательным портом также можно считать Ethernet, FireWire и USB). Интерфейсы RS-422 и RS-485 широко применяются в промышленности для соединения различного оборудования.

В таблице приведены основные отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485.

Название RS-232 RS-422 RS-485 Тип передачи Полный дуплекс Полный дуплекс Полудуплекс (2 провода),полный дуплекс (4 провода) Максимальная дистанция 15 метров при 9600 бит/с 1200 метров при 9600 бит/с 1200 метров при 9600 бит/с Задействованные контакты TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND* TxA, TxB, RxA, RxB, GND DataA, DataB, GND Топология Точка-точка Точка-точка Многоточечная Макс. кол-во подключенных устройств 1 1 (10 устройств в режиме приема) 32 (с повторителями больше, обычно до 256)

* Для интерфейса RS-232 не обязательно использовать все линии контактов. Обычно используются линии данных TxD, RxD и провод земли GND, остальные линии необходимы для контроля над потоком передачи данных. Подробнее вы узнаете далее в статье.

Информация, передаваемая по интерфейсам RS-232, RS-422 и RS-485, структурирована в виде какого-либо протокола, например, в промышленности широко распространен протокол Modbus RTU.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Объяснение простыми словами протокола Modbus RTU с подробным описанием и примерами команд.

Описание интерфейса RS-232

Интерфейс RS-232 (TIA/EIA-232) предназначен для организации приема-передачи данных между передатчиком или терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE ) и приемником или коммуникационным оборудованием (англ. Data Communications Equipment, DCE ) по схеме точка-точка.

Скорость работы RS-232 зависит от расстояния между устройствами, обычно на расстоянии 15 метров скорость равна 9600 бит/с. На минимальном расстоянии скорость обычно равна 115.2 кбит/с, но есть оборудование, которое поддерживает скорость до 921.6 кбит/с.

Интерфейс RS-232 работает в дуплексном режиме, что позволяет передавать и принимать информацию одновременно, потому что используются разные линии для приема и передачи. В этом заключается отличие от полудуплексного режима, когда используется одна линия связи для приема и передачи данных, что накладывает ограничение на одновременную работу, поэтому в полудуплексном режиме в один момент времени возможен либо прием, либо передача информации.

Информация по интерфейсу RS-232 передается в цифровом виде логическими 0 и 1.

Логической «1» (MARK) соответствует напряжение в диапазоне от −3 до −15 В.

Логическому «0» (SPACE) соответствует напряжение в диапазоне от +3 до +15 В.

В дополнение к двум линиям приема и передачи, на RS-232 имеются специальные линии для аппаратного управления потоком и других функций.

Для подключения к RS-232 используется специальный разъем D-sub, обычно 9 контактный DB9, реже применяется 25 контактный DB25.

Разъемы DB делятся на Male – «папа» (вилка, pin) и Female – «мама» (гнездо, socket).

Распиновка разъема DB9 для RS-232

Распайка кабеля DB9 для RS-232

Существует три типа подключения устройств в RS-232: терминал-терминал DTE-DTE, терминал- коммуникационное оборудование DTE-DCE, модем-модем DCE-DCE.

Кабель DTE-DCE называется «прямой кабель», потому что контакты соединяются один к одному.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Кабель DCE-DCE называется «нуль-модемный кабель», или по-другому кросс-кабель.

Ниже приведены таблицы распиновок всех перечисленных типов кабеля, и далее отдельно представлена таблица с переводом основных терминов на русский язык.

Распиновка прямого кабеля DB9 для RS-232

Распиновка нуль-модемного кабеля DB9 для RS-232

Таблица с распиновкой разъемов DB9 и DB25.

DB9 DB25 Обозначение Название Описание 1 8 CD Carrier Detect Обнаружение несущей 2 3 RXD Receive Data Прием данных 3 2 TXD Transmit Data Передача данных 4 20 DTR Data Terminal Ready Готовность оконечного оборудования 5 7 GND System Ground Общий провод 6 6 DSR Data Set Ready Готовность оборудования передачи 7 4 RTS Request to Send Запрос на передачу 8 5 CTS Clear to Send Готов передавать 9 22 RI Ring Indicator Наличие сигнала вызова

Для работы с устройствами RS-232 обычно необходимо всего 3 контакта: RXD, TXD и GND. Но некоторые устройства требуют все 9 контактов для поддержки функции управления потоком передачи данных.

Структура передаваемых данных в RS-232

Одно сообщение, передаваемое по RS-232/422/485, состоит из стартового бита, нескольких бит данных, бита чётности и стопового бита.

Стартовый бит (start bit) — бит обозначающий начало передачи, обычно равен 0.

Данные (data bits) – 5, 6, 7 или 8 бит данных. Первым битом является менее значимый бит.

Бит четности (parity bit) – бит предназначенный для проверки четности. Служит для обнаружения ошибок. Может принимать следующие значения:

  • Четность (EVEN), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было четным
  • Нечетность (ODD), принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было нечетным
  • Всегда 1 (MARK), бит четности всегда будет равен 1
  • Всегда 0 (SPACE), бит четности всегда будет равен 0
  • Не используется (NONE)

Стоповый бит (stop bit) – бит означающий завершение передачи сообщения, может принимать значения 1, 1.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка 5 (Data bit =5), 2.

Например, сокращение 8Е1 обозначает, что передается 8 бит данных, используется бит четности в режиме EVEN и стоп бит занимает один бит.

Управление потоком в RS-232

Для того чтобы не потерять данные существует механизм управления потоком передачи данных, позволяющий прекратить на время передачу данных для предотвращения переполнения буфера обмена.

Есть аппаратный и программный метод управления.

Аппаратный метод использует выводы RTS/CTS. Если передатчик готов послать данные, то он устанавливает сигнал на линии RTS. Если приёмник готов принимать данные, то он устанавливает сигнал на линии CTS. Если один из сигналов не установлен, то передачи данных не произойдет.

Программный метод вместо выводов использует символы Xon и Xoff (в ASCII символ Xon = 17, Xoff = 19) передаваемые по тем же линиям связи TXD/RXD, что и основные данные. При невозможности принимать данные приемник передает символ Xoff. Для возобновления передачи данных посылается символ Xon.

Описание интерфейса RS-422

Интерфейс RS-422 похож на RS-232, т.к. позволяет одновременно отправлять и принимать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разницу потенциалов между проводниками А и В.

Скорость передачи данных в RS-422 зависит от расстояния и может меняться в пределах от 10 кбит/с (1200 метров) до 10 Мбит/с (10 метров).

В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.

Линия RS-422 представляет собой 4 провода для приема-передачи данных (2 скрученных провода для передачи и 2 скрученных провода для приема) и один общий провод земли GND.

Скручивание проводов (витая пара) между собой позволяет избавиться от наводок и помех, потому что наводка одинаково действует на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками А и В одной линии.

Напряжение на линиях передачи данных может находится в диапазоне от -6 В до +6 В.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Логическому 0 соответствует разница между А и В больше +0,2 В.

Логической 1 соответствует разница между А и В меньше -0,2 В.

Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.

При подключении устройства RS-422 нужно сделать перекрестие между RX и TX контактами, как показано на рисунке.

Т.к. расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный 120 Ом согласующий резистор или «терминатор». Этот резистор устанавливается между RX+ и RX- контактами в начале и в конце линии.

Описание интерфейса RS-485

В промышленности чаще всего используется интерфейс RS-485 (EIA-485), потому что в RS-485 используется многоточечная топология, что позволяет подключить несколько приемников и передатчиков.

Интерфейс RS-485 похож на RS-422 тем что также использует дифференциальный сигнал для передачи данных.

Существует два типа RS-485:

  • RS-485 с 2 контактами, работает в режиме полудуплекс
  • RS-485 с 4 контактами, работает в режиме полный дуплекс

В режиме полный дуплекс можно одновременно принимать и передавать данные, а в режиме полудуплекс либо передавать, либо принимать.

В одном сегменте сети RS-485 может быть до 32 устройств, но с помощью дополнительных повторителей и усилителей сигналов до 256 устройств. В один момент времени активным может быть только один передатчик.

Скорость работы также зависит от длины линии и может достигать 10 Мбит/с на 10 метрах.

Напряжение на линиях находится в диапазоне от −7 В до +12 В.

Стандарт RS-485 не определяет конкретный тип разъема, но часто это клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка разъема RS-485 зависит от производителя устройства и указывается в документации на него.

Подключение RS-485 устройств с 2 контактами.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Подключение RS-485 устройств с 4 контактами.

Для согласования линии на больших расстояниях в RS-485 также ставят согласующие резисторы 120 Ом в начале и в конце линии.

Программы для работы с COM-портами

На компьютере интерфейсы RS-232/422/485 будут представлены как обычный СОМ порт. Соответственно подойдут почти любые программы и утилиты для работы с COM портом.

Каждый производитель выпускает свое ПО для работы с COM портом.

Например, MOXA разработала набор утилит PComm Lite , одна из которых позволяет работать с СОМ портом.

Производитель ICP DAS предлагает воспользоваться утилитой DCON Utility Pro с поддержкой протоколов Modbus RTU, ASCII и DCON. Скачать

Настройка модулей ICP DAS программой DCON Utility PRO

https://disk.yandex.ru/i/6tCqY_t0MktB8Q

характеристики, дальность, подключение, применение, видео

Последовательный дифференциальный интерфейс RS-422 (Recommended Standard 422) по своим особенностям очень походит на другой интерфейс передачи данных в сети — RS-485. Они могут электрически совмещаться между собой, но всё же есть ряд существенных отличий. Во-первых, RS-422 является полностью дуплексным интерфейсом (full duplex), поэтому передача данных может одновременно осуществлять в обоих направлениях. Например, подтверждение приёма пакетов данных происходит одновременно с приёмом последующих пакетов.

Максимальная дальность действия интерфейса RS-422 точно такая же, как и у RS-485, и составляет 1200 метров.

Дуплексность обеспечивается за счёт того, что используется одновременно два приёмопередатчика, один из которых работает на приём, другой — на передачу. В то время как RS-485 применяется для организации сети со множеством абонентов, RS-422 используется обычно для налаживания передачи данных между двумя устройствами на длинных дистанциях. Это обуславливается тем, что RS-422 поддерживает создание только одномастерных сетей, в которых в качестве передатчика может выступать только одно устройство, а остальные способны лишь принимать сигнал.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка В отличие от устаревшего также полнодуплексного RS-232, RS-422 характеризуется большими возможностями по дальности линии 1200 метров против 15 метров и значительно большей скоростью передачи данных.

К каждому передатчику RS-422 возможно подключение до 10 приёмников.

Максимальная скорость передачи данных достигает 10 Мбит/секунду. На самой большой удалённости от передатчика скорость может составлять 10 кб/с. В качестве провода используется витая пара. Для организации передачи данных на дистанции свыше 500 метров рекомендуется использовать экранированную витую пару, чтобы избежать влияния сторонних электромагнитных полей. Передача данных осуществляется посредством измерения дифференциального напряжения между двумя проводами витой пары. Оба провода симметричны по напряжению относительно земли.

Рабочие напряжения: от -10 В до +10 В. Как правило используются номинальные значения +6…+8 В.

RS-422 линии создают емкостную нагрузки на линию передачи данных, поэтому при проектировании это нужно учитывать и рекомендуется компенсировать данный эффект.

В качестве коннектора подключения чаще всего применяют DC-37 и DB-25

Для устранения наводимых помех в концах линии устанавливаются специальные резисторы, называемые терминаторами. Чувствительность приёмников обычно устанавливается не менее 200 мВ. RS-422 — это довольно устойчивый тип связи против помех, поскольку используется дифференциальный метод передачи данных.

Отличия между протоколами RS232 и RS485 — Разное — Каталог статей

В
отличие от RS422 и RS 485, которые применяются в промышленности для
систем контроля и передачи информации (малых объемов, NO сотен Mb/s), RS
232 – хорошо известный на сегодня интерфейс.

Основное
отличие между RS 232 и RS 422/ 485 заключается в том, что протокол
RS-232 использует небалансный сигнал.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Небалансный сигнал передается по
несбалансированной линии, представляющей собой сигнальную землю(ссылка
на уровни напряжения) и одиночный сигнальный провод, уровень напряжения
на котором используется, чтобы передать или получить двоичные 1 или 0.
Данный интерфейс применяется для двухточечной связи на низкой скорости.
Например, порт COM1 в ПК может использоваться для подсоединения мышки, а
порт COM2 — модема. Это один из примеров двухточечной связи: один порт —
одно устройство. Из-за способа подключения сигналов требуется общая
линия заземления. Это означает ограниченную длину кабеля (максимум в
30-60 м). (Основные проблемы : интерференция и сопротивление кабелей).
RS 232 был спроектирован для связи по локальным приборам и поддерживает
одно передающее устройство и одно приемное устройство.

В
RS 422 и 485 применен другой принцип: каждый сигнал использует одну
двухжильную витую пару (TP). Это так называемая «балансная передача
данных» или « дифференциальная передача напряжением». Давайте условно
обозначим один ТР кабель «А», а другой — «В». Сигнал будет неактивным
при отрицательном напряжении в «А» и положительном в «В».
И наоборот,
сигнал активен при положительном «А» и отрицательном «В». Также имеется
разница между кабелями «А» и «В». Для RS 422 и 485 кабель может
достигать длины до 1200 м (4000 футов) и обычно можно работать в сети со
скоростью передачи данных 2.5 MB/s.
В чем разница между RS 422 и RS
485? Принцип подачи электричества одинаков: оба используют
дифференциальную передачу с переменным напряжением 0 и 5V. Однако, RS
также как и RS 232 предназначен для двухточечной связи. А RS 422
предназначен для использования двух отдельных ТР кабелей, информация
может передаваться в обоих направлениях одновременно. RS 422 зачастую
применяется для расширения линии RS 232 или в промышленной среде.
 
RS
485 применяется для многоточечной связи: большее количество устройств
может быть подключено к единичному кабелю, аналогично сети ETHERNET, в
которой используется коаксиальный кабель.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка В большинстве систем с RS 485
применяют иерархическое построение, где каждый подчиненный узел имеет
свой уникальный адрес и отвечает только на пакеты, адресованные именно
ему.
Данные пакеты создаются Ведущим устройством (например, ПК),
который периодически отсылает запросы на все подсоединенные подчиненные
узлы.


RS485 обычно используют для многоточечного соединения
C точки зрения программирования (и инструментария программиста) — разницы нет.
На другом «конце провода» от RS232 может вообще стоять все что угодно:
терминал, модем, конвертер в RS485, конвертер в Ethernet, RS32 другого
PC или 25 маленьких китайцев, пялящихся на огоньки com-tester и
записывающие события «помаргивания» тушью на бумаге кисточками из
крысиных волос.

Для программиста все едино — у него есть набор
средств Win32API (я так понимаю, автор спрашивает именно о стандартных
средствах, а не о custom-драйверах и библиотеках, поставляющихся с
некоторыми специфическими платами расширения) он ими и работает. И этот
набор средств — Serial Communications API.

Все прочие различия (не считая особенностей конкретного оборудования), исключительно в протоколе обмена данными с оконечным оборудованием. Но протокол это не программирование. Ему нужно просто следовать.

Если
я знаю, что для того, чтобы обратиться к 12-му в цепочке терминальному
автомату (на линии RS485) я должен послать датаграмму «>12», я ее и
пошлю, открыв соовершенно обычным способом CreateFile( «COM1»,…) и
сделав WriteFile(…). Как с обычным serial port….


Естественно, это позволяет производителям городить кто во что горазд (например, питание по 9-му пину в RS-232 вовсе не оговорено
 стандартом, однако широко используется) и называется это стандартом. Далее, все RS-протоколы можно приблизительно разделить
на полудуплексные (half-duplex) и дуплексные (full-duplex). Правда, деление такое не совсем точно, т.к. тот же RS-485 может
быть и полудуплексным (два провода) и дуплексным (четыре провода), они так и называются - 2-wire (2-проводный) RS-485 и 4-wire
 (4-проводный) RS-485.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Есть еще такой вид протоколов как симплексные (simplex), но в виду ряда причин, указанных ниже, в
 компьютерной технике не применяются. Чем эти виды протоколов различаются: симплексные протоколы позволяют передавать данные только в одну сторону, т.е. только с передатчика на приемник, но не обратно.
 Хороший пример симплексного протокола - FM радио или телевидение, если только не принимать во внимание возможность позвонить
на радиостанцию. Применяется в тех случаях, когда надо просто передать информацию какому либо устройству без необходимости
подтверждения и обратной связи. полудуплексные протоколы снимают главное ограничение симплексных протоколов - односторонняя связь. Они позволяют двум
устройствам обмениваться информацией, причем оба устройства могут быть и приемниками и передатчиками, но не одновременно!
Т.е. каждое устройство может либо передавать, либо принимать (кстати, классический /рекомендованный/ RS-485 именно
 полудуплексный). дуплексные протоколы наиболее продвинутые протоколы. Применение дуплексного протокола позволяет и прием и передачу
информации одновременно, т.е. оба устройства могут быть и приемником и передатчиком одновременно. Например, RS-232
 - дуплексный протокол. Конкретно про разные протоколы</h4> Наиболее используемыми в компьютерной индустрии являются два протокола - RS-232 и RS-485 (ну и RS-422, который очень
 похож на RS-485). Важное отличие: протокол RS-232 использует небалансный (unbalanced) сигнал, в то время как RS-422/RS-485
используют балансный (balanced) сигнал. Небалансный сигнал передается по несбалансированной линии, представляющей собой сигнальную землю и одиночный сигнальный
провод, уровень напряжения на котором используется, чтобы передать или получить двоичные 1 или 0. Напротив, балансный
сигнал передается по сбалансированной линии, которая представлена сигнальной землей и парой проводов, разница напряжений
между которыми используется для передачи/приема бинарной информации (все вместе составляет экранированную витую пару).Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Не углубляясь в подробности, можно сказать, что сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем несбалансированный.Подробнее про RS-232 Все оборудование, соединяемое по RS-232 протоколу, разделяют на DCE (Data Communication Equipment,
оборудование Передачи Данных) и DTE (Data Terminal Equipment, Терминальное Оборудование), нельзя соединить два DTE
 или два DCE. Различие заключается в разъемах и разводке разъемов: DCE устройства имеют разъем DB25F (мама), а DTE
- DB25M (папа). Так же на DTE устройствах (например, на компьютерах, компьютеры являются DTE устройствами) иногда
используется урезанная версия DB25M - DB9M. С помощью NULL-modem (Нуль-модем) можно превратить DTE в DCE и наоборот.

Конкретнее про RS-485/RS-422 <P>RS-485/RS-422 используют экранированную витую пару, экран в качестве сигнальной земли. Хотя сигнальная земля обязательна,
она не используется для определения логического состояния линии. Устройство, управляющее сбалансированной линией
 (balanced line driver), может (для RS-485 - обязательно, для RS-422 - нет) так же иметь входной сигнал "Enable" (Разрешен),
 который используется для управления выходными терминалами устройства. Если сигнал "Enable" выключен, то это значит, что
устройство отключено от линии, причем отключенное состояние устройства обычно называется "tristate" (т.е. третье состояние,
 вдобавок к двоичным 1 и 0). Стандарт на RS-485 предусматривает только 32 пары передатчик/приемник, но производители расширили возможности RS-485
 протокола, так что теперь он поддерживает от 128 до 255 устройств на одной линии, а используя репитеры можно продлевать
RS-485/RS-422 практически до бесконечности. При использовании RS-485 можно, и в случае длинного провода и/или большого
количества устройств необходимо, использовать терминаторы, которые впрочем, обычно встроены в устройства с RS-485 протоколом,
хотя при коротком проводе, может наблюдаться даже ухудшение связи при использовании терминаторов.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка Так же стандарт на RS-485
предусматривает использование двухжильной экранированной витой пары, так называемый 2-wire RS-485, но возможно использование
 и четырехпроводной витой пары (4-wire RS-485), тогда получается полный дуплекс. В таком случае, необходимо чтобы одно из
устройств было сконфигурировано как ведущее (Master), а остальные как ведомые (Slave). Тогда все ведомые устройства общаются
 только с ведущим устройством, и никогда не передают ничего напрямую друг другу. В таких случаях обычно RS-422 драйвер
используется как ведущее устройство, т.к. RS-422 допускает подключения только как master/slave, а RS-485 устройства как
 ведомые, для общего удешевления системы. Стандарт на RS-422 изначально предусматривает использование четырехжильной
экранированной витой пары, но допускает соединения только от одного устройства к другим (до пяти драйверов и до десяти
ресиверов на каждый драйвер). В принципе, RS-422 был придуман для замены RS-232 в тех случаях, когда RS-232 не удовлетворяет
по скорости и дальности передачи. RS-422 использует строго разделенные две (или больше) пары проводов: одну пару для приема, одну для передачи
(и еще по одной на каждый сигнал контроля/подтверждения (control/handshake)). RS-485, благодаря наличию третьего состояния
("tristate") позволяет обойтись одной парой проводов, что снижает общую стоимость системы при обеспечении связи на большие
 расстояния. Надо сказать, что сейчас доступно большое количество разнообразных устройств для сопряжения RS-422/RS-485 с
RS-232, причем RS-232 часто используется для соединения с компьютером (впрочем, есть и интерфейсные карты RS-422/RS-485
в компьютер), который используется для управления системой. Так же доступны разнообразные устройства (хабы, репитеры,
 переключатели и пр.) для создания сложных конфигураций RS-422/RS-485 сетей, так что RS-422/RS-485 таят в себе очень
большие возможности. <BR><BR></P> Автор: Илья Ольховский.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

Протоколы передачи данных в ЦОД: RS-232, RS-422, RS-485


Центры Обработки Данных (ЦОД) — критически-важные объекты, сбои в которых приводят к огромным убыткам, а потому они оснащаются мощной системой автоматики и являются интеллектуальными объектами, способными длительное время работать в автоматическом режиме без вмешательства человека.


Роль человека сводится к мониторингу ситуации и реакцию в аварийных случаях. Каждая единица инженерного оборудования в ЦОД оснащена одним или несколькими протоколами для передачи данных в диспетчерский пункт. Разберемся в этих протоколах.


Зачем нужны протоколы передачи в ЦОД


Для адекватного контроля за работой ЦОД необходимо иметь перед глазами целый список параметров, характеризующих работу инженерных систем, например:


  • Энергопотребление объекта,

  • Текущая схема электропитания,

  • Температуры на входе и выходе из стоек,

  • Влажность в помещении ЦОД,

  • Статусы оборудования и др.


Для передачи этих данных все устройства оборудованы тем или иным интерфейсом, подсоединение к которому позволяет считывать информацию по заданному протоколу.


Физически это означает наличие определенных разъемов на оборудовании и кабельные изделия, способные обеспечить передачу информации в диспетчерский пункт. Чаще всего это:


  • RS-232 (EIA-232)

  • RS-422 (EIA-422)

  • RS-485 (EIA-485)


Термины и определения


RS в названии протокола означает Recommended Standard (рекомендованный стандарт).


Все три протокола относятся к физическому уровню (по модели OSI (англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model, базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем)). Физический уровень является самым нижним уровнем модели OSI, т.Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка е. поток информации передается на нижнем уровне – в двоичной системе – в виде последовательности 0 и 1.


Протоколы передачи данных можно классифицировать по разным признакам:


  • По направлению сигнала


    • Симплексные (simplex) протоколы позволяют передавать данные только в одну сторону. Это, например, телевизионные и радио-сигналы. Используется одножильный провод с оплеткой.

    • Полудуплексные (half-duplex) протоколы позволяют передавать данные в обе стороны, но не одновременно. Используется двужильный провод (витая пара) с оплеткой. Пример – RS-485.

    • Дуплексные (full-duplex) протоколы позволяют передавать данные в обе стороны одновременно. Используется четырехжильный провод (двойная витая пара) с оплеткой. Пример – RS-232, RS-422, в некоторых случаях RS-485.

  • Сбалансированность

  • Небалансный протокол передает сигнал по одной жиле всю информацию (серию из 0 и 1). При этом сигнал подвержен наводкам и тем больше, чем длиннее провод. Пример: RS-232.

  • Балансный протокол передает информацию по двум жилам, т.е. используется витая пара проводов, по которым транслируется дифференциальный сигнал. По одному проводу идет оригинальный сигнал, а по второму – инверсия сигнала, а разность между ними создает передающую разность потенциалов. Это является и защитой от помех: при наводке на оба провода сигнал каждого из них деформируется, но разность сигналов остается прежней. Это позволяет значительно удлинить допустимую протяженность провода. Пример: RS-422, RS-485.


Таким образом, уже стали проясняться принципиальные отличия протоколов серии RS.


  • RS-232 позволяет устройствам передавать и получать информацию одновременно, но он ограничен по длине (15м).

  • RS-422 придуман на замену RS-232, если последний не удовлетворяет требованиям по скорости и дальности (до 10Мбит/сек на 15м и до 100кбит/сек на 1220м).Отличия rs485 rs422: Физические интерфейсы RS485 и RS422 : Техническая поддержка

  • RS-485 – самый распространенный протокол с высокими характеристиками (до 10Мбит/сек на 15м и до 100кбит/сек на 1220м) и выигрывающий у RS-422 в капитальных затратах: две жилы – это дешевле четырех.


Рассмотрим каждый протокол подробнее.


RS-232 или EIA-232


RS-232 – это стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом и коммуникационным устройством.


RS-232 был введён в 1962 году.


RS-232 представляет собой простой интерфейс для передачи данных между двумя объектами на расстояние до 15 метров (на практике может не достигаться). Устойчивость к помехам обеспечивается отказом от стандартного уровня сигналов 5В. От отправителя поступает последовательность 1 и 0 получателю, который их запоминает и «осознает» полученную информацию.


Существует понятие стартового бита, получив который получатель понимает, что сеанс передачи информации открыт. Далее через равные промежутки времени отправляются информационные биты. Передача пакетная, длина пакета равна одному байту.


Разъем RS-232 представляет собой 9- или 25-штырьковый трапецеидальный разъем. Изначально применялись 25 контактов, но со временем большинство устройств стало обходиться меньшим их числом и разъем «урезали».


RS-422 (Recommended Standard 422) или EIA-422


RS-422 – это стандарт, обеспечивающий сбалансированную (дифференциальную) однонаправленную нереверсируемую передачу данных по терминированным или нетерминированным линиям, с возможностью соединения «точка-точка», а также многоабонентскую доставку сообщений.


Учитывая полный дуплекс RS-422, его чаще используют в ведущем устройстве, а на ведомых устанавливают драйвер RS-485.


Кабель RS-422 представляет собой двойную витую пару:


RS-485 (Recommended Standard 485) или EIA-485


RS-485 — стандарт передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному каналу связи.


RS-485 поддерживает максимально 32 пары приемник/передатчик (впоследствии модернизировано до 255), но возможность использования хабов и репитеров увеличивает сеть до бесконечности.


На основе RS-485 создана целая серия промышленных сетей и сетевых протоколов (ModBus, ProfiBus, LanDrive и другие).


Передача сигнала осуществляется посредством кабеля:


  • Специального RS-485:


  • или обычного сетевого (используется только две жилы (одна пара)):


В качестве разъема может применяться как сетевой вход, так и клеммный (третий контакт – для оплетки):



Для RS-485 существует множество «переходников»:


  • Переходник RS-485 / RS-232


  • Переходник RS-485 / USB



Кто же лучше?


Итак, рассказав о трех стандартах передачи данных, сделаем выводы по каждому из них, применительно к использованию для систем мониторинга ЦОД:


Данный стандарт можно увидеть на многих устройствах, но его широкое применение ограничивается малой длиной кабеля: до 15м. RS-232 обычно используется для соединения с компьютером.


RS-485 – наиболее распространенный стандарт в современных ЦОД благодаря дальности и приемлемой скорости, а также возможности подключения большого числа устройств. Именно поверх RS-485 создано множество промышленных сетей и сетевых протоколов, таких как ModBus, ProfiBus и LanDrive.


RS-422 – замена RS-232 на дальних расстояниях. Будучи полностью дуплексным протоколом, используется в ведущих устройствах, что позволяет параллельно вести прием и передачу данных в различных направлениях.

RS422 против RS485 — Марк Гарри

RS422 и RS485 являются стандартами только для оборудования. Эти стандарты не определяют, как данные должны быть отправлены, AKA протокол, и они не определяют какую-либо скорость, AKA бит в секунду (бит / с). Они существуют ТОЛЬКО для дополнения других полных протоколов связи, таких как RS232, и позволяют этим стандартам связи расширять их связь с точки зрения физического расстояния и высокой скорости, сохраняя при этом высокую надежность.

Что общего у стандартов шин RS422 и RS485, так это то, что они оба используют методы аппаратной дифференциальной сигнализации, позволяющие сочетать высокоскоростную связь на больших расстояниях, при которых разность потенциалов заземления может быть ненулевой.Однако с точки зрения направления связи RS422 несовместим с RS485, но RS485 можно сделать совместимым с RS422.

РАЗНИЦА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КЛЮЧЕВОЙ ШИНЫ
Самая большая разница между RS422 и RS485 заключается в том, как они обмениваются данными с устройствами по одной паре дифференциальных проводов.

RS422: Каждая шина обеспечивает только одностороннюю связь. Одно передающее (ведущее) устройство к одному или нескольким приемным (ведомым) устройствам по одной паре проводов.Для двусторонней связи требуются ДВЕ шины RS422, подключенные параллельно. По одному на каждое направление. Следовательно, для двусторонней шины RS422 требуется 4 провода.

RS485: Каждая шина обеспечивает двустороннюю связь. Несколько устройств могут использовать одну пару проводов. Каждое устройство имеет приемопередатчик, обеспечивающий как передачу, так и прием. Это позволяет указать двустороннюю связь между любым устройством в любом месте шины и любым ДРУГИМ устройством в любом месте шины RS485. Следовательно, для двусторонней связи требуется как минимум ОДНА шина RS485.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: RS422 vs RS485 Сходства ЧИПа приемопередатчика

Эти микросхемы позволяют данному устройству получить доступ к шине RS422 или RS485 соответственно. Обе микросхемы содержат трансивер. Приемопередатчик содержит передатчик и приемник в одной части. Одна сторона микросхемы взаимодействует со стандартными логическими сигналами от локального устройства, к которому она подключена, а другая сторона подключается к шине. Передатчик принимает цифровой сигнал от устройства и преобразует его, чтобы он мог управлять шиной с цифровыми данными.Приемники прослушивают цифровые данные шины для сигнала на шине и преобразуют обратно в цифровой сигнал для устройства.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: RS422 и RS485 РАЗЛИЧИЯ ЧИПОВ ПЕРЕДАТЧИКА

ЧИП RS422.

1) Трансиверы полностью изолированы друг от друга, управляя ДВУМЯ независимыми односторонними шинами RS422 в ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ направлениях. Передатчик управляет одной шиной, а приемник получает от второй шины. Следовательно, это 4-проводная шина.

2) Для создания полноценной двусторонней шины RS422 требуются как минимум две микросхемы RS422.Передатчик первой микросхемы управляет приемником второй микросхемы, а передатчик второй микросхемы управляет приемником первой микросхемы.

3) Передатчик и приемники RS422 всегда включены и всегда подключены к шине RS422. Их нельзя отключить.
4) Передатчик ВСЕГДА переводит шину в известное состояние данных (метка или пробел).

5) Каждой шиной RS422 может управлять только один передатчик.

6) Несколько приемников RS422 могут контролировать данную шину RS422.

ЧИП RS485:

1) Трансиверы полностью связаны друг с другом внутренне, работая с ОДНОЙ шиной RS485.

2) Трансиверы RS485 имеют функции включения и отключения. Передатчик и приемники RS485 могут быть ОТКЛЮЧЕНЫ от шины RS485.

3) Возможность отключения электронного передатчика позволяет приемопередатчику RS85 управлять шиной.

В отличие от драйверов RS422, драйверы RS485 имеют разрешающие контакты на трансиверах, которые позволяют микросхеме изолироваться от шины.Это то, что делает возможным двунаправленное общение.



Передающие устройства НЕ ВСЕГДА переводят шину в известное состояние.
Поскольку любое устройство может передавать по шине, все остальные
передатчики должны отключиться от шины, чтобы
произойдет. Когда передатчики ВЫКЛЮЧЕНЫ, они электрически отключаются.
шины, позволяя определить ее состояние по передающей
передатчик. Согласование между устройствами того, кто может передавать и
когда будет сделано с программным протоколом.RS485 также поддерживает
Односторонняя связь RS422 между данным устройством
в любом месте шины одновременно со всеми остальными устройствами на шине.
Он может переключаться между двухсторонним и односторонним на лету между
Сообщения.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
RS422 и RS485 требуют трехпроводной передачи данных. Два в виде витой пары для передачи данных и один для заземления постоянного тока.

Данные цифрового сигнала преобразуются из эталона стандартного логического сигнала на землю, чтобы представить РАЗНИЦУ ПОЛЯРНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ СИГНАЛЬНЫМИ ПРОВОДАМИ.Витая пара обладает свойствами низкой взаимной индуктивности между двумя проводами.

Преимущества производительности дифференциальной сигнализации

1) выводит заземляющий провод из высокоскоростного канала связи, делая больше не репрезентативным для сигнального заземления. Почему?

1a) Исключите индуктивность заземляющего провода. Индуктивность — это электрическое свойство, которое при высокоскоростной связи ограничивает скорость связи.

1b) Различия потенциалов заземления.Единственная цель заземляющего провода теперь — сделать так, чтобы две разности потенциалов заземления между устройствами установили «общее низкое напряжение заземления» в пределах диапазона, с которым микросхемы RS422 и RS485 могут работать без повреждений. Почему? Земля Земля или истинный 0 В — относительное значение. Это относительно того, где вы стоите на Земле. Можно взять вольтметр и воткнуть заземляющий зонд в землю, где стоит стоящий, и удерживать положительный зонд в себе, и вы будете измерять что-то близкое к нулю вольт.Подключите тот же измеритель к тому же заземлению и протяните положительный провод на большое расстояние до местоположения другого устройства, и вы увидите гораздо БОЛЬШЕ НЕ НУЛЕВОЕ напряжение. Следует отметить, что когда два устройства разделены большим расстоянием, они НЕ будут иметь одну и ту же контрольную точку заземления. Это усугублялось мощными устройствами, которые пропускают ток на землю.

2) отключает заземляющий провод от высокоскоростного канала связи.

2)
отклонить шум от других соседних проводов, так как земля не
вовлеченный.Все шумы являются обычными, что означает, что они появляются на
оба дифференциальных провода одновременно.

Основные отличия RS-232, RS-422 и RS-485

Основные отличия RS-232, RS-422 и RS-485

Обозначения RS-232, RS-422 и RS-485 относятся к интерфейсам для передачи цифровых данных. Стандарт RS-232 более известен как обычный компьютерный COM-порт или последовательный порт (хотя Ethernet, FireWire и USB также можно рассматривать как последовательный порт).Интерфейсы RS-422 и RS-485 широко используются в промышленности для подключения различного оборудования.

В таблице показаны основные различия между интерфейсами RS-232, RS-422 и RS-485.

Имя порта RS-232 RS-422 RS-485
Тип передачи Полнодуплексный Полнодуплексный Полудуплексный (2-проводный),
Полнодуплексный (4 провода)
Максимальное расстояние 15 метров при 9600 бит / с 1200 метров при 9600 бит / с 1200 метров при 9600 бит / с
Используемые контакты TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND * TxA, TxB, RxA, RxB, GND DataA, DataB, GND
Топология Точка-точка Точка-точка Многоточечная
Макс.Количество подключенных устройств 1 1 (10 устройств в режиме приема) 32 (с повторителями большего размера, обычно до 256)

* Для интерфейса RS-232 нет необходимости использовать все контактные линии. Обычно используются линии заземления TxD, RxD и GND, остальные линии нужны для управления потоком данных. Подробнее об этом вы узнаете в статье.

Информация, передаваемая через интерфейсы RS-232, RS-422 и RS-485, имеет структуру протокола, например, протокол Modbus RTU широко используется в промышленности.

Описание интерфейса RS-232

Интерфейс RS-232 (TIA / EIA-232) предназначен для организации передачи данных между передатчиком или терминалом (Data Terminal Equipment, DTE ) и приемником или коммуникационным оборудованием (Data Communications Equipment, DCE ). в схеме точка-точка.

Скорость RS-232 зависит от расстояния между устройствами, обычно на расстоянии 15 метров скорость составляет 9600 бит / с.На минимальном расстоянии скорость обычно составляет 115,2 кбит / с, но есть оборудование, поддерживающее скорость до 921,6 кбит / с.

Интерфейс RS-232 работает в полнодуплексном режиме , что позволяет отправлять и получать информацию одновременно, поскольку для приема и передачи используются разные линии. Это отличается от полудуплексного режима , когда для приема и передачи данных используется одна линия связи, что налагает ограничение на одновременную работу, поэтому в полудуплексном режиме одновременно осуществляется прием или передача информации. возможно.

  • Информация по интерфейсу RS-232 передается в цифровом виде посредством логических 0 и 1.
  • Логическая «1» (МАРКА) соответствует напряжению в диапазоне от -3 до -15 В.
  • Логический «0» (ПРОБЕЛ) соответствует напряжению в диапазоне от +3 до +15 В.

В дополнение к двум линиям приема и передачи на RS-232 доступны специальные линии для аппаратного управления потоком и других функций.

Для подключения к RS-232 используется специальный разъем D-sub, обычно 9-контактный DB9, реже 25-контактный DB25.

Разъемы

DB делятся на:

  • Мужчина — «папочка» (вилка, пин)
  • Женский — «мама» (розетка, розетка).

Распиновка разъема DB9 для RS-232

Соединение кабелей DB9 для RS-232

Существует три типа подключения устройств к RS-232: терминал-терминал DTE-DTE, терминально-коммуникационное оборудование DTE-DCE, модем-модем DCE-DCE.

Кабель DTE-DCE называется «прямым кабелем», потому что контакты соединены один к одному.

Кабель DCE-DCE называется «нуль-модемным кабелем» или, по-другому, перекрестным кабелем.

Распиновка прямого кабеля DB9 для RS-232

Распиновка нуль-модемного кабеля DB9 для RS-232

Таблица с распиновкой разъемов DB9 и DB25.

DB9 DB25 Обозначение Имя
1 8 CD Carrier Detect
2 3 3 2 TXD Передача данных
4 20 DTR Готовность терминала данных
5 7 GND 901 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 6 DSR Набор данных готов
7 4 RTS Запрос на отправку
8 5 CTS 9012

9012

Очистить для отправки RI Индикатор звонка

Для работы с устройствами RS-232 обычно достаточно 3 контакта: RXD, TXD и GND.Но некоторым устройствам для поддержки функции управления потоком требуются все 9 контактов.

Структура передаваемых данных по RS-232

Одно сообщение, отправленное по RS-232/422/485, состоит из стартового бита, нескольких битов данных, бита четности и стопового бита.

Стартовый бит — это бит, обозначающий начало передачи, обычно 0.

Биты данных — 5, 6, 7 или 8 бит данных. Первый бит — это менее значимый бит.

Бит четности — бит, предназначенный для проверки четности. Служит для обнаружения ошибок. Может принимать следующие значения:

  • Четность (ЧЕТНАЯ) принимает такое значение, что количество единиц в сообщении является четным.
  • Oddness (ODD), принимает такое значение, что количество единиц в сообщении нечетное
  • Всегда 1 (MARK), бит четности всегда будет 1
  • Всегда 0 (ПРОБЕЛ), бит четности всегда будет 0
  • Не используется (НЕТ)

Стоп-бит — бит, указывающий на завершение передачи сообщения, может принимать значения 1, 1.5 (бит данных = 5), 2.
Например, уменьшение на 8E1 означает, что передается 8 битов данных, бит четности используется в ЧЕТНОМ режиме, а стоповый бит занимает один бит.

Управление потоком в RS-232

Чтобы не потерять данные, существует механизм управления потоком данных, который позволяет временно остановить передачу данных, чтобы предотвратить переполнение буфера.

Есть аппаратно-программный метод управления.

Аппаратный метод использует выходы RTS / CTS.Если передатчик готов к отправке данных, он устанавливает сигнал на линии RTS. Если приемник готов к приему данных, он устанавливает сигнал на линии CTS. Если один из сигналов не установлен, передача данных не происходит.

Программный метод использует символы Xon и Xoff (в символе ASCII Xon = 17, Xoff = 19), передаваемые с использованием тех же линий связи TXD / RXD в качестве основных данных вместо контактов. Если данные не могут быть получены, получатель передает символ Xoff.Чтобы возобновить передачу данных, отправляется символ Xon.

Как я могу проверить работу RS-232?

При использовании 3-х контактов достаточно замкнуть RXD и TXD друг с другом. После этого все переданные данные будут приняты обратно. Если у вас полноценный RS-232, то нужно разархивировать специальную заглушку. В него необходимо подключить следующие контакты:

DB9 DB25 Connect
1 + 4 + 6 6 + 8 + 20 DTR -> CD + DSR
2 + 3 2 + 3 Tx -> Rx
7 + 8 4 + 5 RTS -> CTS

Описание интерфейса RS-422

Интерфейс RS-422 аналогичен RS-232.Позволяет одновременно отправлять и получать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разность потенциалов между проводниками A и B.

Скорость передачи данных в RS-422 зависит от расстояния и может варьироваться от 10 кбит / с (1200 метров) до 10 Мбит / с (10 метров).

В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.

Линия RS-422 — это 4 провода для передачи данных (2 скрученных провода для передачи и 2 скрученных провода для приема) и один общий заземляющий провод GND.

Скручивание проводов (витая пара) между собой позволяет избавиться от помех и помех, поскольку помехи одинаково действуют на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками A и B одной линии.

Напряжение на линиях передачи данных может находиться в диапазоне от -6 В до +6 В.

Логическая разница между A и B больше +0,2 В.

Логическая 1 соответствует разнице между A и B меньше -0.2 В.

Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указывается в документации к нему.

При подключении устройства RS-422 необходимо сделать перекрестие между выводами RX и TX, как показано на рисунке.

Поскольку расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный согласующий резистор на 120 Ом или «терминатор».Этот резистор устанавливается между RX + и RX-контактами в начале и конце линии.

Как я могу проверить работу RS-422?

Для тестирования устройств с RS-422 лучше использовать преобразователь из RS-422 в RS-232 или USB (I-7561U). Затем вы можете использовать программу для работы с COM-портом.

Описание интерфейса RS-485

В промышленности наиболее распространенным интерфейсом является RS-485 (EIA-485), поскольку RS-485 использует многоточечную топологию, которая позволяет подключать несколько приемников и передатчиков.

Интерфейс RS-485 аналогичен интерфейсу RS-422 в том, что он также использует дифференциальный сигнал для передачи данных.

Существует два типа RS-485:

  • RS-485 с 2 контактами, работает в полудуплексном режиме
  • RS-485 с 4 контактами, работает в дуплексном режиме

В полнодуплексном режиме вы можете одновременно принимать и передавать данные, а в полудуплексном режиме — передавать или принимать.

В одном сегменте сети RS-485 может быть до 32 устройств, но с помощью дополнительных повторителей и усилителей сигнала до 256 устройств.Одновременно может быть активен только один передатчик.

Скорость работы также зависит от длины линии и может достигать 10 Мбит / с на расстоянии 10 метров.

Напряжение на линиях находится в диапазоне от -7 В до +12 В.

Стандарт RS-485 не определяет конкретный тип разъема, но часто это клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка разъема RS-485 зависит от производителя устройства и указывается в документации к нему.

Подключите устройства RS-485 с 2 контактами.

Подключите устройства RS-485 с 4 контактами.

Для согласования линии на больших расстояниях RS-485 также оборудован оконечными резисторами на 120 Ом в начале и в конце линии.

Как я могу проверить работу RS-485?

Если у вас есть устройство с RS-485 и вы хотите его протестировать, самое простое — подключить его к компьютеру через преобразователь, например UPort 1150, и использовать специальное программное обеспечение, описанное ниже.

Программы для работы с интерфейсами RS-232/422/485

На компьютере интерфейсы RS-232/422/485 будут представлены как обычный COM-порт. Соответственно, подходят практически любые программы и утилиты для работы с COM-портом.

Каждый производитель выпускает собственное программное обеспечение для работы с COM-портом.

Например, MOXA разработала набор утилит PComm Lite, одна из которых позволяет работать с COM-портом.

Производитель ICP DAS предлагает утилиту DCON Utility Pro с поддержкой протоколов Modbus RTU, ASCII и DCON.Скачать.


Если у вас есть вопросы, отправьте электронное письмо по адресу [email protected]

Разница между шиной RS422 и RS485

Обзор RS422 Шина RS485

О шине RS422 RS485 может связываться с устройствами на обширной территории. Физическая структура этих двух стандартов схожа, но две шины отличаются в той степени, в которой шина RS485 может быть подключена к сети, в то время как стандарт RS422 допускает только двухточечные соединения.

Оба стандарта передают данные через последовательные интерфейсы, так что необходимое количество проводов сводится к минимуму. Следует отметить, что шина RS422 с двухпроводным подключением может работать только в симплексном режиме, в то время как по шине RS485 уже можно установить только два провода, полудуплексное соединение может быть установлено. Четырехпроводные шинные соединения могут быть установлены как по полнодуплексному протоколу RS422, так и по RS485.

окончание линии

При построении сети шины RS485 необходимо учитывать правильную оконечную нагрузку линии.Кроме того, для определения уровня сигнала требуется подтягивающий и понижающий резисторы. Даже при использовании RS422, особенно при высоких скоростях передачи данных (& gt; 200 кбит / с), необходимо установить согласующий резистор, чтобы уменьшить скачки напряжения при переключении.
Планирование может быть выполнено по-разному. Один из вариантов — отсутствие оконечного резистора. Хотя это шумная среда, но и рассеивание в сети намного меньше, потому что входы разделены. При низких скоростях передачи данных этот метод подключения невозможен.
Кроме того, возможно планирование с использованием согласующего резистора на 120 Ом. Следует отметить, что на шине RS485 установлены два согласующих резистора, в то время как в RS422 используется только согласующий резистор. Недостатком этого типа планирования являются относительно высокие потери при передаче сигнала, поскольку часть сигнала, уже пропущенного через резистор, не может быть прочитана получателем.
Можно получить более полезный сигнал, передаваемый через завершение с проходом высоких частот.В результате составляющая постоянного тока отфильтровывается в сигнале и подавляется только при переключении искажений. Недостатком является то, что сигнал не такой гладкий, как при планировании сопротивления, и ограничен частотой среза высокой скорости передачи данных.

особенности каждой финансовой отчетности снова перечислены в следующей таблице. Для получения дополнительной информации о подключении согласующих резисторов также обратитесь к разделу «переход» в статье RS422 RS485 Bus

окончание линии
планирование
Потеря мощности Скорость передачи качество сигнала
Планирование Низкий Низкий колодец с низкой скоростью сигнала
высокая скорость сигнала плохая
Прекращение высокая высокая Хорошо
Высокочастотный средний средний средний

помеха

Из-за стандартов дифференциальной передачи данных, по сравнению, например, с RS232, они хорошо защищены с помощью только одной линии передачи данных и заземления от внешних электрических полей, поскольку напряжения постоянного тока einkoppelnde не влияют на дифференциальный сигнал.Тем не менее, всегда следует использовать экранированные кабели для предотвращения сбоев в передаче.

отличий

Управление шиной RS485 в сети всегда должно использоваться только одним устройством. В этом случае управление обычно является ведущим по отношению к средствам управления трафиком в сети, и каждое ведомое устройство отвечает. Для включения этого управления необходима адресация отдельных устройств, которые не соответствуют стандарту RS422. Почему нельзя построить сеть с устройствами RS422.

Использование устройств RS422 в сети шины RS485 возможно только в том случае, если они используются как получатели, у которых в качестве шины RS485 и RS422 разные уровни сигнала.При установке устройства RS422 в сеть шины RS485 также следует учитывать, что сеть шины RS485 устройства RS422 так сильно загружена, как 3 устройства RS485, т.е. максимальное количество устройств на станцию ​​уменьшается.

В следующей таблице снова показаны основные различия между RS422 и RS485.

Параметры 422 RS485
максимальное количество устройств 2 до 256 передатчик / приемник
максимальная скорость передачи данных 10 Мбит / с & gt; 10 Мбит / с
общий режим ± 7 В от -7 до 12 В
выход от 2 до 10 В 1.От 5 до 5 В
Высокоимпедансное состояние 60 кОм 12 кОм
входное сопротивление приемника 4 Ом 12 Ом
Чувствительность ± 200 мВ ± 200 мВ

Различия между RS-232, RS-485 и RS-422

Связь с вашим калибровочным устройством имеет решающее значение, особенно для датчика давления без дисплея.Эта связь устанавливается через множество протоколов в отрасли.

Датчики давления

Mensor предлагаются со стандартами последовательной связи, такими как RS-232 и RS-485. Понимание различий между ними может быть трудным, и не помогает то, что RS-422 часто путают с RS-485.

Чтобы лучше понять эти протоколы, вот обзор всех трех:

RS-232

RS-232 — один из наиболее часто используемых сегодня стандартов связи.До недавнего времени порты RS-232 можно было найти на большинстве персональных компьютеров. Теперь вы, скорее всего, увидите вместо этого USB-порты. Естественно, существует множество адаптеров RS-232 — USB.

Этот конкретный стандарт предусматривает двухточечный метод связи, что означает наличие одного контроллера (ведущего) и одного приемника (ведомого). В приложениях с датчиками давления это означает, что для каждого необходимого датчика давления требуется один порт RS-232. Еще одно ограничение RS-232 — максимальная длина кабеля, которая рекомендуется составлять 15 метров (50 футов).

RS-232 работает в полнодуплексном режиме, что означает, что контроллер и приемник могут обмениваться данными одновременно без помех. Датчики Mensor с RS-232 требуют для настройки трех проводов: передачи данных (TX), приема данных (RX) и заземления сигнала.

RS-485

В промышленных условиях RS-485 очень популярен из-за его способности передавать данные на большие расстояния, многоточечной связи и невосприимчивости к шумам. Многоточечный режим означает, что на одной шине может быть несколько управляющих устройств с несколькими приемниками.При использовании RS-485 на одной шине может быть не менее 32 приемников (и до 256 в зависимости от нагрузки устройства).

Как и RS-232, сегодня доступно множество адаптеров USB-RS-485, но распиновка различается от производителя к производителю. Это связано с тем, что стандарт не определяет распиновку, поэтому важно проверять распиновку каждого устройства, чтобы гарантировать совместимость.

RS-485 обычно двухпроводный и полудуплексный, но также может быть четырехпроводным и полнодуплексным. Датчики Mensor предлагаются в четырехпроводном исполнении с полным дуплексом.У обеих конфигураций есть свои преимущества и недостатки. Полудуплекс легче настроить, потому что у него всего два провода по сравнению с четырьмя. С другой стороны, полудуплекс сложнее запрограммировать. Это связано с тем, что одновременно может обмениваться данными только одно устройство, поэтому время может стать проблемой. Если два устройства попытаются установить связь одновременно, произойдет конфликт данных.

Еще одним преимуществом полнодуплексного режима является то, что он позволяет контроллеру продолжать посылать команды на датчик, если датчик находится в режиме непрерывного вывода.При полудуплексной настройке непрерывный выход будет засорять линии передачи и не позволит контроллеру надежно посылать команды.

Четырехпроводное устройство можно преобразовать в двухпроводное, но это приведет к аннулированию полнодуплексных функций. Это можно сделать, соединив RX + с TX + (A с Y) и RX- с TX- (B с Z). Эта гибкость дает пользователю возможность управлять любой конфигурацией.

RS-422

RS-422, хотя и не очень распространенный, заслуживает упоминания.RS-422 является предшественником RS-485, и оба эти понятия часто вызывают путаницу.

RS-422 похож на RS-485, потому что они оба используют дифференциальную сигнализацию, обмениваются данными на большие расстояния и допускают многоточечный режим. Однако многоточечный интерфейс RS-422 позволяет использовать только один драйвер и максимум 10 приемников.

RS-422 обычно четырехпроводный и полнодуплексный. Из-за этого порты RS-422 обычно используются для связи с полнодуплексными устройствами RS-485.

RS-485 более или менее заменил RS-422 в качестве стандартного последовательного многоточечного соединения в отрасли.

Ниже приведена таблица, в которой обобщены основные характеристики трех протоколов:

Все цифровые преобразователи давления Mensor поддерживают стандарты RS-232 и RS-485 для обеспечения бесперебойной связи с приборами.

Ссылки по теме:

RS-232 / RS-485 / RS-422 — в чем разница?

Одностороннее и двустороннее

Одна из самых фундаментальных концепций коммуникационных технологий — это разница между симплексом и дуплексом.

Simplex можно рассматривать как коммуникационную «улицу с односторонним движением». Данные передаются только в одном направлении. То есть устройство может быть исключительно приемником или передатчиком. Симплексное устройство — это не приемопередатчик. Хорошим примером симплексной связи является FM-радиостанция и автомобильное радио. Информация течет только в одном направлении, где радиостанция является передатчиком, а приемник — вашим автомобильным радиоприемником. Симплекс не часто используется в компьютерных коммуникациях, потому что нет способа проверить, когда и были ли получены данные.Однако симплексная связь — очень эффективный способ распределения огромных объемов информации большому количеству получателей.

Дуплексная связь преодолевает ограничения симплексной связи, позволяя устройствам работать как приемопередатчики. Дуплексный обмен данными происходит в обоих направлениях, что позволяет проверять и контролировать прием / передачу данных. Дуплексная связь определяется именно тем, когда данные передаются в двух направлениях.

Полнодуплексные устройства могут передавать и получать данные одновременно.RS232 — прекрасный пример полнодуплексной связи. Существуют отдельные сигнальные линии передачи и приема, которые позволяют передавать данные одновременно в обоих направлениях. Устройства RS422 также работают в полнодуплексном режиме.

Устройства

Half Duplex имеют сомнительную честь разрешать и передачу, и прием, но не одновременно. По сути, только одно устройство может передавать одновременно, в то время как все остальные полудуплексные устройства принимают. Устройства работают как приемопередатчики, но не одновременно передают и принимают.RS485 работает в полудуплексном режиме.

Параллельная таблица спецификаций

Вот краткая версия критических спецификаций. К сожалению, они могут интерпретироваться отдельными производителями. Вот почему RS232 часто рассматривается как невероятно нестандартный протокол связи.

Одно важное замечание. Вы увидите, что одно из основных различий между RS232 и RS422 / RS485 — это режим сигнализации.RS232 несимметричный, а RS422 / RS485 сбалансированный. Несимметричный сигнал представлен одним сигнальным проводом, где уровень напряжения на этом одном проводе используется для передачи / приема двоичных 1 и 0: его можно рассматривать как драйвер толкающего сигнала. С другой стороны, сбалансированный сигнал представлен парой проводов, в которых разность напряжений используется для передачи / приема двоичной информации: своего рода драйвер двухтактного сигнала. Короче говоря, сигнал несимметричного уровня напряжения проходит медленнее и короче, чем сигнал сбалансированной разности напряжений.

RS232 RS422 RS485
Кабельная проводка односторонний односторонний
многоточечный
многоточечный
Количество устройств 1 передача
1 прием
5 передатчиков
10 приемников
32 передатчика
32 приемника
Режим связи полный дуплекс полнодуплекс
полудуплекс
полудуплекс
Макс.Расстояние 50 футов при 19,2 Кбит / с 4000 футов при 100 Кбит / с 4000 футов при 100 Кбит / с
Макс. Скорость передачи данных 19,2 Кбит / с для 50 футов 10 Мбит / с для 50 футов 10 Мбит / с для 50 футов
Сигнализация несимметричный сбалансированный сбалансированный
Марка (данные 1) -5 В мин.
-15 В макс.
2 В мин. (B> A)
6 В макс.(В> А)
1,5 В мин. (B> A)
5 В макс. (В> А)
Пространство (данные 0) 5 В мин.
15 В макс.
2 В мин. (A> B)
6 В макс. (А> В)
1,5 В мин. (A> B)
5 В макс. (А> В)
Входной уровень Мин. +/- 3 В Разница 0,2 В Разница 0,2 В
Выходной ток 500 мА
(Обратите внимание, что драйверы IC, обычно используемые в ПК, ограничены до 10 мА)
150 мА 250 мА

DTE и DCE

Давайте поговорим об устройствах DCE (Data Communications Equipment) и DTE (Data Terminal Equipment).Разница между DCE и DTE в основном заключается в разъеме и направлении каждого контакта (вход или выход). Ваш настольный компьютер называется устройством DTE.

В устройствах

DCE используется 25-контактный гнездовой разъем, в то время как в устройстве DTE используется 25-контактный штекер. Кроме того, линии дополнительных сигналов, такие как передача и прием, «меняются местами» между двумя типами. Таким образом, прямой кабель можно использовать для подключения устройства DCE к устройству DTE.

DTE DCE
Распиновка 25-контактная вилка Распиновка 25-контактная розетка
Контакт 1 — заземление экрана Контакт 1 — заземление экрана
Контакт 2 — выход передаваемых данных (TD) Контакт 2 — вход передаваемых данных (TD)
Контакт 3 — вход приема данных (RD) Контакт 3 — выход приема данных (RD)
Контакт 4 — выход запроса на отправку (RTS) Контакт 4 — вход запроса на отправку (RTS)
Контакт 5 — вход Clear To Send (CTS) Контакт 5 — выход Clear To Send (CTS)
Контакт 6 — вход готовности к набору данных (DSR) Контакт 6 — выход готовности набора данных (DSR)
Контакт 7 — сигнальная земля Контакт 7 — сигнальная земля
Контакт 8 — вход обнаружения несущей (CD) Контакт 8 — выход обнаружения несущей (CD)
Контакт 20 — выход готовности терминала данных (DTR) Контакт 20 — вход готовности терминала данных (DTR)
Контакт 22 — вход кольцевого индикатора (RI) Контакт 22 — выход кольцевого индикатора (RI)

Вы можете эффективно преобразовывать устройства DCE / DTE, используя НУЛЕВОЙ модемный кабель.Нуль-модемный кабель меняет местами дополнительные сигналы и позволяет устройству DCE действовать как DTE и наоборот.

На следующей диаграмме показана кабельная разводка разъема DB9 на компьютере типа IBM-PC.

DTE
Распиновка 9-контактная вилка
Контакт 1 — вход обнаружения несущей (CD)
Контакт 2 — вход приема данных (RD)
Контакт 3 — выход передаваемых данных (TD)
Контакт 4 — выход готовности терминала данных (DTR)
Контакт 5 — сигнальная земля
Контакт 6 — вход готовности к набору данных (DSR)
Контакт 7 — выход запроса на отправку (RTS)
Контакт 8 — вход Clear To Send (CTS)
Контакт 9 — вход индикатора звонка (RI)

Схема подключения многоточечного соединения RS485

RS485 иногда называют RS485 Multidrop LAN, поскольку он может соединять несколько устройств в сетевой среде LAN.Все эти устройства подключены к одной паре проводов. Передача и прием используют одни и те же два провода.

Официально спецификация RS485 позволяет использовать только 32 узла (устройства) в локальной сети. Однако I.C. производители разработали драйверы RS485, позволяющие разрешить от 128 до 255 узлов в локальной сети RS485. Мы используем драйверы RS485 следующего поколения в наших продуктах. Это означает, что вы можете использовать наши преобразователи и устройства удаленного ввода-вывода в более сложных ситуациях.

Вам нужно преобразовать RS-232 в RS-485? Вы можете проверить эту страницу: Преобразователь последовательного интерфейса серии

Знаете ли вы, что RS-232 / RS-485 можно передавать также по оптоволокну? Проверьте этот ассортимент продукции: Серия оптоволоконных последовательных модемов (V.35 / RS422 / 485/232)

RS485 vs RS232 vs RS422 — allMeteo

Витая пара требуется только для дифференциальных сигналов для поддержания высокой помехоустойчивости и низкого уровня электромагнитных помех. Провода в виде витых пар без передачи дифференциальных сигналов не защищены от помех. Высокая скорость передачи данных и близость к источникам помех требуют более плотной скрутки каждой пары проводов.

Более плотная скрутка имеет следующие преимущества:

  • Позволяет проводу проходить очень близко к источнику помех.
  • Обеспечивает защиту от помех на более высоких частотах и ​​высоких скоростях передачи данных.

Почему?

Для сравнения представьте, что два параллельных провода проходят мимо источника помех (удара молнии или промышленного электродвигателя). Один провод, скорее всего, пройдет ближе к источнику помех и, таким образом, будет подвергаться более сильному излучению (так как он ближе). Это приведет к возникновению более высоких уровней напряжения в одном проводе, чем в другом проводе, и эта разница в уровнях представляет собой шум, который будет мешать сигналам связи, проходящим по проводам.

КАК ПОМОГАЕТ TWISTING?

Если вы возьмете одни и те же провода и скрутите их вместе, вы увидите, что при каждом полном скручивании на 360 ° сначала один провод, а затем другой (чередующийся) будут проходить ближе к месту пересечения. Если сложить общую длину каждого провода, который ближе к интерференции, они будут равны. Таким образом, в каждом проводе источник помех будет генерировать одинаковые уровни напряжения, поскольку в среднем они находятся на одинаковом расстоянии от источника помех. Следовательно, не будет никаких дифференциальных шумов, мешающих обмену данными.

ПОЧЕМУ НЕОБХОДИМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ СИГНАЛ?

Скручивание проводов в пары устраняет дифференциальные помехи (или сильно ограничивает их), но источник помех создает одинаковые уровни напряжения в обоих проводах, и это называется синфазными помехами … они являются общими для обоих проводов.

Если бы сигналы посылались по проводам независимо или вместе (не дифференциально), эта синфазная помеха привела бы к ошибкам связи. Чтобы преодолеть это, сигнал по одному проводу посылается с положительным напряжением, а по другому проводу — с равным и противоположным отрицательным напряжением.Таким образом, синфазные помехи смещают сигнал в каждом проводе в противоположном направлении, а разница между уровнями напряжения сигнала между скрученными проводами остается неизменной, что сохраняет силу сигнала.

Пример: сигнал в проводе A составляет + 5 В, а в проводе B — -5 В. Синфазная помеха, генерируемая в каждом проводе, составляет +2 В. Это сместит сигнал в проводе A на + 7V, а в проводе B на -3V. Разница между + 5 В и -5 В = 10 В, и даже с добавлением синфазных помех разница все еще составляет 10 В (+ 7 В и -3 В).

RS485, RS232, RS422, RS423, Краткое справочное руководство

БЫСТРЫЙ СПРАВОЧНИК
ДЛЯ RS485, RS422, RS232 И RS423

Введение

Линейные драйверы и приемники обычно используются для обмена данными между двумя или более точками (узлами) в сети. Надежная передача данных может быть затруднена при наличии наведенного шума, разницы уровней земли, несоответствия импеданса, отсутствия эффективного смещения для состояния холостого хода линии и других опасностей, связанных с установкой сети.

Соединение между двумя или более элементами (драйверами и приемниками) должно
считается линией передачи, если время нарастания и / или спада меньше, чем
половина времени прохождения сигнала от передатчика до приемника.
Стандарты были разработаны для обеспечения совместимости между предоставленными агрегатами.
разными производителями, и обеспечить разумный успех при передаче
данные на определенных расстояниях и / или скоростях передачи данных.Электронная промышленность
Ассоциация (EIA) разработала стандарты для RS485, RS422, RS232 и RS423.
которые имеют дело с передачей данных. Часто делаются предложения по поводу
практические проблемы, которые могут возникнуть в типичной сети. Стандарты EIA
где ранее были помечены префиксом «RS» для обозначения рекомендованного стандарта;
однако стандарты теперь обычно обозначаются как стандарты «EIA» для
определить организацию по стандартизации.В то время как стандарты приносят единообразие
для передачи данных многие области специально не рассматриваются и остаются
как «серые зоны», которые пользователь может обнаружить (обычно во время установки) на
его собственный.

Односторонняя передача данных

Электронная передача данных между элементами обычно делится на две большие категории: несимметричная и дифференциальная. RS232 (несимметричный) был представлен в 1962 году и, несмотря на слухи о его ранней кончине, по-прежнему широко используется в отрасли.Спецификация допускает передачу данных от одного передатчика к одному приемнику на относительно низких скоростях передачи данных (до 20 Кбит / с) и на небольших расстояниях (до 50 футов при максимальной скорости передачи данных).

Для двусторонней (полнодуплексной) связи устанавливаются независимые каналы. Сигналы RS232 представлены уровнями напряжения относительно общей системы (питание / логическая земля). Состояние «ожидания» (MARK) имеет отрицательный уровень сигнала относительно общего, а в «активном» состоянии (SPACE) уровень сигнала положительный относительно общего.

RS232 имеет множество линий подтверждения связи (в основном используется с модемами), а также определяет протокол связи. В общем, если вы не подключены к модему, линии подтверждения связи могут представлять множество проблем, если они не отключены программно или не учтены в оборудовании (петлевой или подтягивающий). RTS (запрос на отправку) имеет некоторую полезность в некоторых приложениях.

RS423 — еще одна несимметричная спецификация с улучшенной работой через RS232; однако он не получил широкого распространения в отрасли.

Дифференциальная передача данных

При обмене данными на высоких скоростях или на больших расстояниях в реальных условиях односторонние методы часто неадекватны. Дифференциальная передача данных (сбалансированный дифференциальный сигнал) обеспечивает превосходную производительность в большинстве приложений. Дифференциальные сигналы могут помочь свести к нулю эффекты сдвигов земли и индуцированных шумовых сигналов, которые могут проявляться в сети как синфазные напряжения.

RS422 (дифференциальный) был разработан для больших расстояний и более высоких скоростей передачи, чем RS232.В своей простейшей форме пара преобразователей RS232 в RS422 (и обратно) может быть использована для формирования «удлинителя RS232». Скорость передачи данных до 100K бит / сек и расстояние до 4000 футов. может работать с RS422. RS422 также предназначен для многоабонентских (групповых) приложений, в которых только один драйвер подключен и передает по «шине» до 10 приемников.

Хотя многоточечное приложение «типа» имеет много желаемых преимуществ, устройства RS422 не могут использоваться для построения действительно многоточечной сети.Настоящая многоточечная сеть состоит из нескольких драйверов и приемников, подключенных к одной шине, где любой узел может передавать или получать данные.

«Квази» многоточечные сети (4-проводные) часто строятся с использованием устройств RS422. Эти сети часто используются в полудуплексном режиме, когда один мастер в системе отправляет команду одному из нескольких «подчиненных» устройств в сети. Обычно главный компьютер обращается к одному устройству (узлу), и от этого устройства принимается ответ. Системы этого типа (4-проводные, полудуплексные) часто строятся, чтобы избежать проблем «конфликта данных» (конфликтов шины) в многоточечной сети (подробнее о решении этой проблемы в двухпроводной сети чуть позже).

RS485 отвечает требованиям для действительно многоточечной сети связи, и стандарт определяет до 32 драйверов и 32 приемников на одной (2-проводной) шине. С введением «автоматических» повторителей и драйверов / приемников с высоким сопротивлением это «ограничение» может быть расширено до сотен (или даже тысяч) узлов в сети. RS485 расширяет диапазон синфазных сигналов как для драйверов, так и для приемников в режиме «трех состояний» и при отключенном питании. Кроме того, драйверы RS485 способны противостоять «конфликтам данных» (конфликту данных на шине) и состояниям неисправности шины.

Для решения проблемы «коллизии данных», часто присутствующей в многоточечных сетях, аппаратные блоки (преобразователи, повторители, микропроцессорные элементы управления) могут быть сконструированы так, чтобы оставаться в режиме приема до тех пор, пока они не будут готовы к передаче данных. Системы с одним ведущим устройством (доступно множество других схем связи) предлагают прямые и простые средства предотвращения «конфликтов данных» в типичной 2-проводной, полудуплексной, многоточечной системе. Мастер инициирует запрос связи к «подчиненному узлу», обращаясь к этому устройству.Аппаратное обеспечение определяет стартовый бит передачи и автоматически включает (на лету) передатчик RS485. После отправки символа аппаратное обеспечение возвращается в режим приема примерно через 1-2 микросекунды (по крайней мере, с преобразователями, повторителями и платами удаленного ввода-вывода R.E. Smith).

Может быть отправлено любое количество символов, и передатчик будет автоматически повторно запускаться с каждым новым символом (или во многих случаях используется «битовая» временная схема в сочетании с сетевым смещением для полностью автоматической работы, включая любую скорость передачи в бодах. скорость и / или любые спецификации связи, например.9600, N, 8,1). Как только «подчиненное» устройство адресовано, оно может немедленно отреагировать из-за короткого времени выключения передатчика автоматического устройства. Нет необходимости вводить большие задержки в сети, чтобы избежать «конфликтов данных». Поскольку задержки НЕ требуются, могут быть построены сети, которые будут использовать пропускную способность передачи данных со 100% пропускной способностью.

Ниже приведены спецификации для RS232, RS423, RS422 и RS485. Пожалуйста
позвоните нам по телефону 513-874-4796 для получения дополнительной информации
требуется.У нас есть решения для большинства проблем, которые встречаются в
эта зона. Будем признательны за любые комментарии и / или исправления.

Спасибо, Рон Смит

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ RS232 RS423 RS422 RS485
Режим работы ОДИНОЧНЫЙ
— КОНЕЦ
ОДИНОЧНЫЙ
— КОНЕЦ
ДИФФЕРЕНЦИАЛ ДИФФЕРЕНЦИАЛ
Общее количество драйверов и приемников на одной линии (один драйвер
активен одновременно для сетей RS485)
1 ДРАЙВЕР
1 RECVR
1 ДРАЙВЕР
10 RECVR
1 ДРАЙВЕР
10 RECVR
32 ДРАЙВЕР
32 RECVR
Максимальная длина кабеля 50 футов. 4000 футов. 4000 футов. 4000 футов.
Максимальная скорость передачи данных (40 — 4000 футов для RS422 / RS485) 20кб / с 100кб / с 10 Мбит / с-100 Кбит / с 10 МБ / с-100 Кбит / с
Максимальное выходное напряжение драйвера +/- 25 В +/- 6 В -0.От 25 В до +6 В от -7 В до +12 В
Уровень выходного сигнала драйвера (мин. Под нагрузкой) Загружено +/- 5 В к

+/- 15 В

+/- 3,6 В +/- 2,0 В +/- 1,5 В
Уровень выходного сигнала драйвера (макс. Без нагрузки) Без груза +/- 25 В +/- 6 В +/- 6 В +/- 6 В
Сопротивление нагрузки драйвера (Ом) от 3k до 7k> = 450 100 54
Макс.Ток драйвера в состоянии высокого Z Включение питания НЕТ НЕТ НЕТ +/- 100 мкА
Макс. Ток драйвера в состоянии высокого Z Выключение +/- 6 мА при +/- 2 В +/- 100 мкА +/- 100 мкА +/- 100 мкА
Скорость нарастания (макс.) 30 В / мкС Регулируемый НЕТ НЕТ
Диапазон входного напряжения приемника +/- 15 В +/- 12 В от -10 В до + 10 В от -7 В до +12 В
Входная чувствительность приемника +/- 3 В +/- 200 мВ +/- 200 мВ +/- 200 мВ
Входное сопротивление приемника (Ом), (1 стандартный
Нагрузка для RS485)
от 3k до 7k 4к мин.