RS485 - это сценарий промышленного управления, применение очень широкого спектра протоколов связи, дифференциальные физические сигналы RS485 в электромагнитной среде сложной промышленной площадки, имеется сильная защита от помех.
Для инженеров, которые обычно занимаются разработкой прикладного программного обеспечения, использование RS485 для передачи данных может быть сосредоточено на приемопередатчике данных последовательного порта, но на самом деле на аппаратном уровне передача и получение коммуникационных данных RS485 также должны следовать определенным механизмам.
Характеристики интерфейса связи RS485
Шина RS485, наиболее часто используемый метод связи в промышленной сфере, обладает многими из следующих характеристик:
1, выход трансивера A, B между уровнем +2V ~ +6V, это логика «1»; для -6В ~ -2В – это логика «0». Уровень сигнала, чем у RS232, снижается, поэтому нелегко повредить интерфейсный чип. Другой «разрешающий» управляющий сигнал может перевести трансивер в состояние высокого сопротивления, прервать соединение с линией передачи.
2, входная чувствительность приемника 200 мВ, то есть, когда разница уровней между приемной стороной A, B 200 мВ может быть выходной логикой.
3, высокая скорость передачи (10 Мбит/с), расстояние передачи до 1200 м).
4, с возможностью передачи на несколько- объектов, то есть шина позволяет подключить до 128 приемопередатчиков, позволяет создать сеть устройств.
5, общий режим приемопередатчика RS485, диапазон напряжения -7 В ~ +12 В, только при соблюдении условий вся сеть может работать правильно. Когда синфазное напряжение сетевой линии выходит за пределы этого диапазона, это повлияет на стабильность связи или даже повредит интерфейс.
Метод управления трансивером RS485
RS485 относится к полудуплексной шине. На практике для распределения управления шиной обычно используется метод опроса хоста или метода передачи маркеров, устройствам RS485 необходимо осуществлять преобразование направления передачи и приема.
Более распространенной практикой является то, что каждое устройство RS485 обычно находится в состоянии приема, только в своих собственных данных, которые должны быть отправлены в состояние отправки, данные отправляются для повторного переключения обратно в состояние приема.
Первый: программный контроль коммутации
Наиболее часто используемым методом коммутации приемопередатчика RS485 является программная коммутация, то есть порт ввода-вывода с помощью MCU для управления выводом включения приемопередатчика RS485 обычным способом, чтобы приемопередатчик RS485 находился в состоянии приема.
Следующая диаграмма: здесь чип 485 с TI SN65LBC184, максимальная скорость 250 Кбит/с, когда есть данные для отправки, MCU будет выводом приемопередатчика RS485 (сеть RS485_EN2), помещенным в состояние отправки, после завершения отправки данных, а затем приемопередатчик RS485 вернется в состояние приема.
Этот способ прост и удобен в реализации, не требует дополнительных затрат, этот метод знают многие люди и практически все им пользуются.
Второй тип: автоматическая коммутация.
Однако, когда мы используем определенную аппаратную платформу, материнскую плату или основную плату промышленного управления для вторичной разработки, из-за того, что материнская плата или основная плата промышленного управления не резервируют достаточное количество портов ввода-вывода, поэтому метод коммутации программы приемопередатчика RS485 не может быть достигнут.
В некоторых конкретных случаях базовый драйвер платформы разработки не является общедоступным, трудно выполнить вторичную разработку базовой платформы, в этом случае, даже если имеется достаточно портов ввода-вывода, невозможно реализовать коммутацию программы.
По этой причине нам необходимо использовать другую технологию коммутации, а именно технологию автоматической коммутации.
Автоматическая коммутация на самом деле означает, что выводу разрешения не требуется отдельный порт ввода-вывода для управления, но он контролируется выводом передачи при отправке данных.
Чтобы реализовать этот метод, можно включить там плюс инвертор, как показано на следующей диаграмме, в состоянии ожидания, последовательный порт отправляет сигнал TXD2 для высокого уровня, после низкого уровня на выходе инвертора, так что SN65LBC184 находится в состоянии приема, а шина RS485 из-за роли подтягивающего - резистора находится в состоянии A высокого и B низкого уровня.
При отправке данных бит низкого уровня на сигнальной линии TXD2 управляет SN65LBC184, чтобы он вошел в состояние передачи и отправил бит наружу. А бит высокого уровня переводит SN65LBC184 в состояние приема, на что указывают подтягивающие - резисторы шины RS485 вверх и вниз, переводя шину в состояние A high B low, т. е. передается высокий уровень.
Инвертор также можно заменить триодом, как показано на рисунке ниже, и принцип работы такой же, как и при добавлении инвертора.
Однако этот метод имеет ограниченные возможности вождения при отправке высоких уровней, поэтому он ограничивает расстояние связи и обычно применим в случаях, когда расстояние небольшое.
