Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

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. 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. 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. 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. 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.

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.

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. 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.

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. 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).

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. 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. 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]. 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. 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. 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…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

Как проверить RS-232, RS-422, RS-485? На примере UPort

UPort – это преобразователь USB в RS-232/422/485 производства MOXA, который добавляет СОМ порты на ПК.

Структурная схема подключения UPort 1150 выглядит так:

Для работы с UPort 1150 необходимо установить драйвер (Driver for UPort 1000 Series).

После установки драйвера в диспетчере устройств мы увидим новый СОМ порт.

В разделе Многопортовые последовательные адаптеры, мы можем настроить СОМ порт, а именно выбрать номер СОМ порта и тип интерфейса.

Для работы с СОМ портом нужна программа, которая позволит открыть СОМ порт и отправить в него данные. MOXA предлагает воспользоваться бесплатной утилитой PComm Lite.

Как проверить RS-232 интерфейс?

Для проверки RS-232 можно воспользоваться простым способом: достаточно замкнуть контакты RX и TX между собой. Тогда все переданные данные будут приняты обратно.

Если у вас полный RS-232 или нужно использовать аппаратный контроль за передачей данных, тогда вам нужно распаять специальную заглушку. В ней должны быть соединены между собой следующие контакты:

После этого мы можем открыть СОМ порт через программу и отправить туда любые данные. Отправленные данные должны вернуться обратно в этот же порт.

На примере PComm Lite это будет выглядеть так.

Убедитесь, что UPort настроен на RS-232.

Откройте программу PComm Terminal Emulator, во вкладке Port Manager откройте СОМ порт, соответствующий UPort. Скорость и другие параметры можно оставить по умолчанию.

Однако, если вы подключаете внешнее устройство к СОМ порту, эти параметры должны совпадать с параметрами внешнего устройства.

Мы отправили несколько единиц в СОМ порт и получили их обратно, также видим одинаковые значения счетчиков TX и RX, что подтверждает получение всех отправленных данных.

Если вы хотите отображать текст, который печатаете, то вам нужно включить функцию Local echo на вкладке Terminal при открытии порта. Важно: после включения функции Local echo, если вы замкнули TX и RX, то текст в терминале удвоится, потому что будет отображен вводимый символ и тот, который получен обратно.

Схема подключения внешнего устройства с RS-232:

Прямой кабель DTE-DCE (компьютер-модем)


Нуль-модемный кабель DCE-DCE (модем-модем)


Нуль-модемный кабель DTE-DTE (компьютер-компьютер)

Как проверить RS-422 интерфейс?

Для проверки RS-422 можно также воспользоваться простым способом: достаточно замкнуть контакты TD+ на RD+ и TD- на RD-. Тогда все переданные данные будут приняты обратно.

Убедитесь, что UPort настроен на RS-422.

В терминале видны данные, которые мы отправили в СОМ порт.

Схема подключения внешнего устройства с RS-422:

Как проверить RS-485 интерфейс?

Интерфейс RS-485 может быть реализован на 2 или 4 контактах.

Для варианта RS-485 с 4 контактами проверка сводится к тем же действиям что и в RS-422 с таким же подключением контактов TD+ на RD+ и TD- на RD.

Для варианта RS-485 с 2 контактами нужно использовать внешнее устройство для проверки работы. Это может быть второй порт UPort или заведомо исправное устройство с RS-485.

Убедитесь, что UPort настроен на RS-485 и правильно указано количество контактов.

Схема подключения внешнего устройства с RS-485:


Подтягивающие и согласующие резисторы

В некоторых моделях UPort есть встроенные резисторы, которые обеспечивают правильную работу линий RS-422/485.

Согласующий резистор или терминатор 120 Ом – ставится в начале и конце линии для предотвращения отражения сигнала от конца линии и искажения полезного сигнала в RS-422/485.

При большой длине линии связи (более 100 метров) возникают эффекты длинных линий, которые связаны с индуктивностью и ёмкостью кабеля. Получается, что сигнал, переданный в линию с одной стороны, начинает искажаться по мере распространения в другую сторону. Поскольку на практике кабель на всей длине имеет одинаковые параметры погонной ёмкости и индуктивности, это свойство кабеля характеризуют волновым сопротивлением. Поэтому, если на приёмном конце кабеля использовать резистор с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, то негативные резонансные явления значительно ослабляются.

Подтягивающие резисторы (pull high/low resistors) – предназначены для ограничения тока, протекающего по сигнальным цепям, и чтобы сделать состояние цифрового входа по умолчанию высоким или низким.

Цифровой вход нельзя напрямую подключить к питанию без ограничения тока, а также нельзя оставлять вход без подключения к чему либо, т.к. возможны ложные изменения состояния входа из-за внешних наводок.

Цепь с подтягивающим резистором можно представить в виде делителя напряжения из двух резисторов — одного подтягивающего и другого на месте кнопки.

Логический вход имеет ёмкость относительно земли, что влияет на время нарастания или спада сигнала при размыкании кнопки. Время спада или нарастания — это время между размыканием кнопки и достижением сигнала порогового напряжения, при достижении которого логическим входом фиксируется изменение логического состояния с высокого «1» на низкий «0» или наоборот.

Время спада и нарастания — зависит от произведения сопротивления, ёмкости и коэффициента, который учитывает пороговое напряжение. При подключении различных устройств значение ёмкости изменяется, это ведет к изменению формы сигнала, что может негативно сказаться на правильном определении уровня сигнала.

Поэтому иногда требуется подстройка значений подтягивающих резисторов, для восстановления формы сигнала. Ниже пример того, как может выглядеть сигнал при разном значении подтягивающего резистора:

Обычно значения подтягивающих резисторов по умолчанию оптимальны, но если форма сигнала сильно искажена или данные передаются с ошибками, то вам следует изменить значения подтягивающих резисторов.

Ниже показан пример расположения переключателей для изменения значений подтягивающих резисторов.

Распиновка разъема UPort 1150

Распиновка переходника UPort 1150 с DB9 на клеммную колодку.

Рекомендации по устранению неисправностей

Структурная схема подключения устройства с СОМ портом к ПК выглядит так:

  1. Если вы настроили подключение, но оно у вас не работает, убедитесь, что ваш конвертер работает и настроен правильно. Рекомендации по проверке RS-232/422/485 даны выше.
  2. Проблема может быть в подключении к конечному устройству, проверьте распиновку конвертера и конечного устройства.
  3. Проблема может быть в отличающихся параметрах СОМ порта на конвертере и конечном устройстве: скорости, четности, типе интерфейса, протоколе данных и т.д.
  4. Также можно изменить номинал подтягивающих резисторов и добавить согласующий резистор (для RS-422/485).
  5. Проблема может быть в программном обеспечении, попробуйте использовать другое ПО для проверки, например PComm Lite.

Если у Вас есть вопросы по продукции МОХА, обращайтесь по телефону: +7 (495) 419-1201 или по e-mail: [email protected]

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.

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.

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. Руководство по эксплуатации


Ссылки по теме:

Интерфейс RS-485

Интерфейс RS-422

Адаптеры сопряжения RS-422 с поддержкой скоростей до 1Мбод для системной шины PCI

Аннотация

В статье рассмотрен вариант модификации серийно выпускаемых многопортовых адаптеров расширения ввода-вывода, построенных на микросхемах NetMOS / MosChip MSC98XX-CV и SystemBase SB16C1052PCI, для реализации последовательного физического интерфейса RS-422 со скоростями обмена данными до 1 Мбод.

Текст

Со времен компьютеров IBM PC последовательные порты персональных ЭВМ, рабочих станций и серверов, функционирующие по протоколу UART, в большинстве случаев используют физический сигнальный интерфейс RS-232. Раньше последовательные порты, или COM-порты в терминологии системного программного обеспечения, применялись главным образом для подключения манипуляторов типа мышь и модемов для коммутируемых телефонных линий и прочих низкоскоростных каналов связи. В современной вычислительной технике эти периферийные устройства подключаются по шине USB. Тем не менее, последовательные порты RS-232 продолжают использоваться для сопряжения с различным технологическим оборудованием, например, со сканером штрих-кода, а также для различных отладочных и диагностических нужд для работы в режиме терминала со встроенным программным обеспечением таких устройств, как сетевые коммутаторы третьего уровня, контроллеры, источники бесперебойного питания и т.п.

Последовательный сигнальный интерфейс RS-232 использует двухполярные сигналы с амплитудой от 5 до 15 вольт, при этом отрицательное напряжение соответствует логической единице, а положительное напряжение – логическому нулю. Сигналами с такой амплитудой невозможно передавать данные на высоких скоростях, в силу чего максимальная скорость для стандартного последовательного порта ограничена 115,2 кбод. При синхронизации UART класса 16С550 от сигнала с частотой 1,8432МГц скорости 115,2 кбод соответствует установка регистра DLL в ноль, а регистра DLM в 00000001.

Помимо сигнального интерфейса RS-232 последовательные порты могут использовать стандарты RS-422 и RS-485, позволяющие передавать данные в виде электрических сигналов по кабелю со скоростью до 10 Мбод на расстояниях 10-20м, и обеспечивающие дальность связи до 1500 м на низких скоростях. Применение сигнальных стандартов RS-422 и RS-485 с интерфейсами UART распространено в промышленной и специальной аппаратуре, рассчитанной на тяжёлые условия эксплуатации.

Для сопряжения персональных компьютеров и промышленных ЭВМ с последовательным интерфейсом RS-422 выпускаются специализированные адаптеры ввода-вывода, реализующие до 16 каналов UART. В качестве примера можно рассмотреть адаптер PCL-743 фирмы Advantech для системной шины ISA, показанный на рис. 1. Данный адаптер содержит два контроллера UART 16C550, управляющую ПЛИС Xilinx XC9572 и микросхемы приёмников и передатчиков RS-422 / RS485. Путём установки переключателей задаются адресные диапазоны, которые адаптер использует для контроллеров 16С550. При верной установке переключателей возможно сконфигурировать адаптер для работы в качестве стандартных COM-портов, определяемых средствами BIOS и операционной системой. Для этого нужно установить базовые адреса контроллеров 16С550 в значения из списка: 02E8h, 02F8h, 03E8h, 03F8h, таким образом, чтобы не было совпадений с адресными диапазонами COM-портов материнской платы.

Кроме того, адаптер позволяет настроить режим работы физического интерфейса для каждого из двух портов в отдельности либо по стандарту RS-422, либо по стандарту RS-485.

Для достижения высоких скоростей в адаптере PCL-743 установлен кварцевый генератор, формирующий частоту 14,7456МГц, которая в 8 раз выше стандартной частоты 1,8432МГц. Положением крайнего правого переключателя задаётся частота синхронизации контроллеров 16C550: либо стандартная, либо увеличенная в 8 раз. Работа на высокой частоте позволяет работать со скоростями до 921,6 кбод, для чего в программном обеспечении выбирается настройка скорости 115,2 кбод.

Джамперы в левой части платы адаптеры позволяют вручную настроить линии прерывания для каждого канала UART.
Рассмотренный адаптер является достаточно дорогим и устаревшим решением в виду отсутствия шины ISA в современных вычислительных системах.


Рис. 1. Интерфейсный адаптер PCL-743 фирмы Advantech

Предлагается рассмотреть реализацию адаптеров последовательных портов, работающих по стандарту RS-422 со скоростями до 1 Мбод, путём модификации недорогих контроллеров традиционных периферийных интерфейсов для системной шины PCI, широко представленных на рынке.

За основу для описанных в статье адаптеров взяты многопортовые контроллеры производителя Espada, основанные на микросхемах MCS9820, MCS9835, MCS9845 фирмы MosChip. Семейство микросхем MCS9805, MCS9815, MCS9820, MCS9835, MCS9845 разработано фирмой NetMOS 10-12 лет назад с высокой степенью унификации разводки выводов и внутренней логической организации. Эта унификация позволила разработать ряд контроллеров периферийных интерфейсов, использующих общий дизайн печатной платы.

Следующие контроллеры Espada построены на одной печатной плате, и отличаются исключительно конфигурацией установленных разъёмов и электронных компонентов:
• FG-PIO9820-1S-01-CT01 – один порт RS232, микросхема MCS9820;
• FG-PIO9835-2S-01-CT01 – два порта RS232, микросхема MCS9835;
• FG-PIO9835-2S1P-01-CT01– один порт LPT, два порта RS232, микросхема MCS9835;
• FG-PIO9805-1P-01-CT01– один порт LPT, микросхема MCS9805;
• FG-PIO9815-2P-01-CT01– два порта LPT, микросхема MCS9815.

Также унифицированную печатную плату используют контроллеры Espada, основанные на микросхеме MCS9845, имеющей внешнюю асинхронную шину, посредствам которой подключаются дополнительные контроллеры UART типов 16C550, 16C552, 16C554:
• FG-PIO9845-4S-01-CT01 – четыре порта RS232, микросхемы MCS9845 + 2шт. 16С550;
• FG-PIO9845-6S-01-CT01 – шесть портов RS232, микросхемы MCS9845 + 16С554.

Внешний вид контроллера максимальной конфигурации с шестью последовательными портами RS232 показан на рис. 2.


Рис. 2. Интерфейсный адаптер RS232 производства Espada

В оригинальной конфигурации все перечисленные адаптеры Espada имеют преобразователи уровня для работы с интерфейсом RS-232 и настроены на работу с максимальной скоростью 115,2 кбод. Тем не менее, в ранних версиях документации на микросхемы MCS98xx-CV указана максимальная скорость работы контроллеров последовательных портов равная 1Мбод [1, 2]. В более поздней документации максимальную скорость сократили до 115,2 кбод [3, 4], что, вероятнее всего, было сделано из коммерческих соображений в силу выхода на рынок более развитых интерфейсных микросхем MosChip MCS9865-IV, поддерживающих функцию инициатора (мастера) шины PCI.

Микросхемы MCS9820, MCS9835, MCS9845 имеют до двух интегрированных контроллеров UART класса 16C550, использующих отдельно настраиваемые через конфигурационные регистры PCI диапазоны адресов ввода-вывода ёмкостью восемь байт. Адаптеры, реализующие более двух последовательных портов, используют связку микросхем MCS9845 и 16C550 (16C552, 16C554), соединённых асинхронной 8-разрядной локальной шиной, на которую транслируются транзакции чтения и записи шины PCI по адресам ввода-вывода, принадлежащим диапазонам дополнительных контроллеров UART в составе микросхем 16C550 (16C552, 16C554). Диапазоны адресов ввода-вывода дополнительных контроллеров UART настраиваются также через регистры базовых адресов — BAR в конфигурационном пространстве PCI. Регистры конфигурационного пространства PCI реализованы согласно стандарту [5] в микросхемах MCS98xx и доступны для чтения и/или записи средствами системного контроллера в составе чипсета.

Для синхронизации контроллеров UART в составе микросхем MCS9820, MCS9835, MCS9845 предусмотрены два входа подачи несущей частоты:
• сигнал ACLK (вывод 59) задаёт несущую частоту для UART-A,
• сигнал BCLK (вывод 57) задаёт несущую частоту для UART-B.

Несущая частота контроллера UART класса 16C550 должна быть в 16 раз выше бодовой скорости. Таким образом, для скорости 115,2 кбод требуется несущая 1,8432 МГц, а для скорости 1 Мбод несущая частота должна быть равна 16 МГц.

На входы ACLK и BCLK согласно фирменной документации MosChip [1-4] предлагается подавать сигналы с тактового генератора, входящего в состав микросхем MCS98xx. Тем не менее, на эти входы можно подавать сигнал от внешнего источника синхронизации с уровнями КМОП или ТТЛ.

Встроенный тактовый генератор требует внешнего кварцевого кристалла, подключённого между входом XTAL1 (вывод 62) и выходом XTAL2 (вывод 61) и формирует три выходные частоты:
• сигнал 3XCLK (вывод 55) с частотой, полученной делением частоты кварцевого резонатора на 3,
• сигнал 6XCLK (вывод 56) с частотой, полученной делением частоты кварцевого резонатора на 6,
• сигнал 12XCLK (вывод 58) с частотой, полученной делением частоты кварцевого резонатора на 12.

В оригинальной конфигурации адаптеров интерфейса RS-232 на основе микросхем MCS9820, MCS9835, MCS9845 используется кварцевый резонатор с частотой 22,1184 МГц, а на входы ACLK и BCLK подаётся сигнал с выхода 12XCLK, частота которого, соответственно, составляет 1,8432 МГц.

На большинстве адаптеров, основанных на микросхемах MCS9820, MCS9835, MCS9845, имеются резисторные перемычки габарита 0603, позволяющие путём монтажа в различные позиции на плате подавать на входы ACLK и BCLK сигналы с выходов 3XCLK, 6XCLK и 12XCLK. Таким образом, заменив кварцевый резонатор на аналог с частотой 48 МГц, и перепаяв перемычки в положение, соответствующее коммутации входов ACLK и BCLK на выход 3XCLK, получится несущая частота интегрированных контроллеров UART равная 16 МГц. После такой доработки системная скорость последовательного порта 115,2 кбод (в настройках программного обеспечения) будет соответствовать реальной скорости 1 Мбод.

Результат такой доработки, выполненной на адаптерах Espada FG-PIO9820 или FG-PIO9835, показан на рис. 3.


Рис. 3. Доработка адаптера Espada для поддержки скорости 1 Мбод

Подавляющее большинство представленных на рынке интерфейсных адаптеров последовательных портов реализуют интерфейсы RS-232, выведенные на разъёмы DB-9M. Интерфейс RS-232 изначально был ориентирован на подключение телекоммуникационной аппаратуры, вследствие чего имеет ряд специальных сигналов, реализованных также в контроллерах UART класса 16С450 и 16С550.

Классическая схема соединения устройств по интерфейсу RS-232 включает терминальное оборудование DTE (Data Terminal Equipment) и связное оборудование передачи данных DCE (Data Communication Equipment), связанные между собой прямым кабелем. Под понятием «прямой кабель» подразумевается кабель с разъёмами типа розетка и вилка, в которых соединены контакты под одним номером (котакт-1 вилки соединён с контактом-1 розетки, котакт-2 вилки соединён с контактом-2 розетки, и т.д.)

Для терминального оборудования DTE традиционно используют разъём типа DB-9M (вилка), разводка которого показана рис. 4, а. В роли терминального оборудования выступает персональный компьютер, рабочая станция, сервер, коммутатор ЛВС, контроллер, либо иная аппаратура, содержащая микропроцессор, выступающий в роли генератора информационных посылок.

Для оборудования передачи данных DCE традиционно используют разъём типа DB-9F (розетка), разводка которого показана рис. 4, б. Оборудование передачи данных традиционно представлено модемами для различных каналов связи, формирующих специальные управляющие сигналы nRI – сигнал вызова от АТС и nDCD – признак обнаружения несущей частоты в канале связи. Также в роли DCE могут выступать любые иные устройства, выполняющие функции приёмника информационных посылок, или пассивного источника посылок, например исполнительные блоки и датчики.


а


б
Рис. 4. Разводка разъёмов RS-232:
a — вилки DB-9M для DTE, б – розетки DB-9F для DCE

Схема прямого соединения устройств DTE и DCE по интерфейсу RS-232 показана на рис. 5. Прямой интерфейсный кабель имеет розетку DB-9F для подключения к DTE (компьютеру) и вилку DB-9M для подключения к телекоммуникационному оборудованию DCE (модему). В кабеле выполнены 9 изолированных соединений в общем экране, соединённом с металлическими корпусами вилки и розетки на концах.
В соединениях, не использующих специальные сигналы детектора несущей nDCD и вызова nRI, деление устройств на типы DTE и DCE достаточно условное и определяется главным образом типом разъёма: вилка у DTE и розетка у DCE.


Рис. 5. Схема прямого соединения по интерфейсу RS-232

В современном оборудовании, исходя из соображений унификации, предпочитают использовать разъёмы типа DTE. Для соединения двух устройств DTE используют ноль-модемный кабель, также нередко называемый кросс-кабелем. Такой кабель коммутирует попарно передатчики и приёмники различных устройств в следующем порядке: TxD-RxD, nRTS-nCTS, nDTR-nDSR. В полной реализации кросс-кабеля RS-232 могут быть выполнены соединения nDTR-nDCD и nDTR-nRI.

В общем случае, для передачи данных достаточно коммутации TxD-RxD, ибо все остальные сигналы являются внеполосными (sideband) и могут участвовать в процессе обмена данными только на программном уровне (исключение составляет режим Auto-CTS в старших версиях UART класса 16С550, активируемый битом MCR[5]).
Схема соединения ноль-модемным кабелем двух устройств DTE по интерфейсу RS-232 показана на рис. 6.


Рис. 6. Схема соединения ноль-модемным кабелем по интерфейсу RS-232

В большинстве современных интерфейсных адаптеров RS-232 в качестве внешних разъёмов используются угловые вилки DRB-9MA, предназначенные для монтажа на печатную плату и фиксации в планке крепления к корпусу. В многопортовых адаптерах используются дополнительные планки с закреплёнными на них разъёмами DB-9M, к которым припаяны плоские шлейфы с шагом 1,27мм с запрессованными розетками IDC-10 на концах, рис. 7.


Рис. 7. Дополнительная планка с разъёмами DB-9M

Гнёзда IDC-10 имеют одно глухое отверстие на месте десятого контакта, выполняющее роль ключа. Ответная часть на печатной плате контроллера представляет собой штыревой соединитель PLD-10 с удалённым десятым контактом. Разъёмы для подключения двух дополнительных планок видны на задней стороне платы адаптера FG-PIO9845-6S-01-CT01, показанной на рис. 2.

Следует отметить, что разводка штыревых соединителей PLD-10 на большинстве адаптеров RS-232 унифицирована таким образом, что первый контакт гнезда IDC-10 на кабеле дополнительной планки соединяется с первым контактом внешнего разъёма DB-9M, второй контакт гнезда IDC-10 соединяется со вторым контактом разъёма DB-9M, и т.д. Таким образом, разводка штыревых соединителей по номерам контактов повторяет разводку внешних разъёмов DB-9M (рис. 8). Соответствующая распайка разъёма DB-9M показана на рис. 10 (первый контакт – красный провод шлейфа).

img src=«habrastorage. org/files/658/f59/b3c/658f59b3c3614cf68e2b2358a506fe0c.jpg»/>
Рис. 8. Разводка сигналов RS-232 на штыревом соединителе PLD-10


Рис. 9. Распайка разъёма DB-9M

Физический интерфейс RS-232 как на интерфейсных адаптерах, так и на материнских платах, традиционно реализует микросхема преобразователя уровней GD75232, или её полный аналог SN75185 [6, 7]. Эти микросхемы содержат 3 драйвера двухполярных сигналов RS-232 для цепей TxD, nDTR, nRTS и пять приёмников-преобразователей уровня RS-232 в сигнал ТТЛ. Каждая микросхема GD75232 / SN75185 использует три потенциала питания: VSS – минус 12В, VCC – 5В и VDD – 12В. Все напряжения измеряются относительно общего нуля – GND.

Существует традиционная схема подключения контроллера UART к порту RS-232 посредствам микросхемы GD75232 / SN75185; она представлена на рис. 10. Именно эта схема реализована в большинстве интерфейсных адаптеров RS-232, в том числе на платах Espada.


Рис. 10. Схема подключения контроллера UART к порту RS-232

Физический интерфейс RS-422 регламентирован стандартом TIA/EIA-422 определяющим уровни и форму сигналов дифференциальных сигналов, позволяющие передавать данные по витым парам проводов со скоростями до 10 Мбод (пропускная способность зависит от разрядности интерфейса и способа кодирования данных).

Примером использования сигналов RS-422 в параллельных интерфейсах является «высоковольтный» дифференциальный SCSI-интерфейс (HVD – High-Voltage Differential).

Последовательные асинхронные интерфейсы UART в промышленном оборудовании также часто используют физический интерфейс RS-422. В отличие от распространённого в промышленной и специальной технике дифференциального интерфейса RS-485 физический интерфейс RS-422 ориентирован на топологию соединений типа точка-точка.

Использование физического интерфейса RS-422 вместо RS-232 в последовательных портах позволяет увеличить скорость передачи данных на коротких соединениях, либо значительно увеличить дальность связи одного соединения.
Реализации интерфейса UART с физическим уровнем RS-422 в большинстве случаев используют четыре пары проводов: две пары для передачи данных в прямом и обратном направлении и две пары для вспомогательных сигналов RTS-CTS. Схема соединения двух устройств по последовательному интерфейсу RS-422, работающему по протоколу UART, приведена на рис. 11.


Рис. 11. Схема соединения по последовательному интерфейсу RS-422

Единой унифицированной разводки дифференциальных сигналов RS-422 в разъёмах DB-9 применительно к последовательным портам не существует. Предлагается рассмотреть разводку, реализованную фирмой Advantech в адаптере PCL-743 (рис. 1), показанную на рис. 12.


Рис. 12. Разводка разъёма DB-9M для интерфейса RS-422

Переоборудование адаптеров последовательных портов для реализации интерфейса RS-422 предлагается выполнить следующим способом:
1. демонтировать микросхемы преобразователей уровня RS-232,
2. соединить следующие сигналы контроллера UART со штыревыми соединителями PLD-10: TxD, RxD, nRTS, nCTS.
3. на входы nDCD и nDSR контроллера UART подать низкий уровень (GND), а на вход nRI – высокий уровень (+5В), либо выполнить соединение сигналов контроллера UART: nDTR-nDSR-nDCD-nRI,
4. на контакты 1 и 9 штыревого соединителя PLD-10 подать потенциал +5В для питания приёмо-передатчиков RS-422,
5. на штыревые соединители PLD-10 адаптера установить модуль приёмо-передатчиков RS-422, к которому подключаются гнёзда IDC-10 на шлейфах от разъёмов DB-9M, установленных на планке,
6. контакты 4 и 6 соединителя PLD-10 соединить с цепью GND.

Схематично принцип описанной модернизации адаптера отражает рис. 13.


Рис. 13. Переоборудование адаптера RS-232 для интерфейса RS-422

В результате описанных действий разводка сигналов в штыревых соединителях PLD-10 изменится согласно рис. 14.


Рис. 14. Разводка сигналов UART на штыревом соединителе PLD-10

Доработку предлагается выполнить на печатной плате адаптера монтажным проводом МГТФ или аналогичным, используя контактные площадки в объёме посадочного места микросхемы GD75232 / SN75185. Топология соединений для двух вариантов коммутации незадействованных сигналов nDTR, nDSR, nDCD, nRI контроллера UART показана на рис. 15. Расположение штыревых соединителей показано на примере адаптеров Espada FG-PIO9820 и FG-PIO9835.


а


б
Рис. 15. Топология связей после переоборудования адаптера

Учитывая унифицированную схему включения микросхем GD75232 / SN75185 (рис. 10), можно сделать вывод, что для выполнения доработки достаточно демонтировать эти микросхемы и выполнить монтаж перемычками из провода по аналогии с рис. 15. Вид печатной платы адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 после демонтажа микросхем GD75232 / SN75185 показан на рис. 16. Окончательный вид выполненных соединений по рис. 15, а и по рис.15, б на одной плате иллюстрирует рис. 17.


Рис. 16. Печатная плата адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 после демонтажа микросхем GD75232 / SN75185


Рис. 17. Печатная плата адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 с двумя вариантами доработки

Модуль приёмо-передатчиков RS-422 предлагается выполнить на отдельной плате с использованием микросхем передатчика AM26LS31C и приёмника AM26LS33AC [9, 10]. Принципиальная электрическая схема модуля приёмо-передатчиков RS-422 приведена на рис. 18. Модуль имеет четыре посадочных места под штыревые разъёмы PLD-10, два из которых предназначены для распайки на разъёмы адаптера, а два других – для установки разъёмов PLD-10R для подключения шлейфов от планки.


Рис. 18. Принципиальная схема модуля приёмо-передатчиков RS-422

Топология печатной платы, реализующей модуль приёмо-передатчиков RS-422 согласно электрической схеме, представленной на рис. 18, изображена на рис. 19. Печатная плата выполнена без внутренних слоёв и предназначена для установки микросхем AM26LS в корпусе SOIC-16, а также чип-компонентов, габариты которых указаны на электрической схеме. Электролитический алюминиевый конденсатор имеет диаметр 5 или 6 мм и высоту не более 8 мм. Светодиод может быть в исполнении 1206 или монтироваться в отверстия проволочными выводами.

Разъёмы, расположенные в левой части схемы, не устанавливаются на плату. В их отверстия распаиваются свободные концы штыревых разъёмов PLD-10, установленных на плате адаптера.

Резисторы номинала 120 Ом габарита 1206 выполняют функцию согласования волнового сопротивления, необходимую в кабельных соединениях большой длины. Резисторы номиналом 10 кОм установлены для обеспечения смещения уровня напряжения в сторону пассивного состояния при отсутствии источника сигнала в линии.

Последовательные резисторы номиналом 100 Ом предназначены для ограничения тока при сопряжении с контроллерами UART, не допускающими входные уровни сигнала с напряжением 5 вольт.

Последовательные резисторы с номиналом 22 Ома устанавливаются для защиты передатчиков от перегрузок по току. Если такая защита не нужна, вместо данных резисторов следует устанавливать перемычки габарита 0603.
Топология платы ориентирована на применение с адаптерами Espada.


Рис. 19. Топология печатной платы модуля приёмо-передатчиков RS-422

Модуль приёмо-передатчика RS-422 можно собрать, используя макетную плату с шагом отверстий 2,5 мм или 2,54 мм, установив микросхемы AM26LS31 и AM26LS33 в корпусе DIP-16. Этот вариант исполнения позволит избежать затрат на изготовление заказной печатной платы, наподобие показанной на рис. 19, но увеличит сложность и объём монтажных работ. Соединения на макетной плате придётся выполнять монтажным проводом.

Внешний вид собранных модулей приёмо-передатчиков интерфейса RS-422 показан на рис.20 (одноканальный вариант) и рис. 21 (двухканальное исполнение).

Одноканальный модуль не имеет токоограничительных резисторов номиналом 22 Ом, согласующих резисторов 120 Ом габарита 1206 и одного разъёма. Перечисленные компоненты используются во втором канале UART. Одноканальный вариант исполнения предназначен для доработки адаптеров с одним последовательным портом, построенных на микросхеме MCS9820. Изображение адаптера Espada FG-PIO9820-1S-01-CT01 с выполненной доработкой приведено на рис. 22.


Рис. 20. Одноканальный модуль приёмо-передатчиков RS-422


Рис. 21. Двухканальный модуль приёмо-передатчиков RS-422

Модули устанавливаются на адаптеры таким образом, что микросхемы AM26LS31 и AM26LS33 располагаются сверху. Это упрощает их замену в случае выхода из строя.


Рис. 22. Одноканальный адаптер последовательного интерфейса RS422

Двухканальный модуль приёмо-передатчика RS-422 предназначен для установки на адаптеры с двумя последовательными портами, построенными на микросхеме MCS9835. Расстояние между разъёмами на модуле соответствует печатной плате адаптеров Espada FG-PIO9835-2S-01-CT01 и FG-PIO9835-2S1P-01-CT01. Изображение адаптера Espada FG-PIO9835-2S1P -01-CT01 с выполненной доработкой приведено на рис. 23.


Рис. 23. Двухканальный адаптер последовательного интерфейса RS422

Доработанные адаптеры Espada были протестированы диагностическим программным обеспечением для работы с последовательными портами в ОС Microsoft Windows в составе рабочей станции (рис. 24). Тестирование выполнялось с использованием сетевого четырёхпарного кабеля UTP для межмашинного прямого соединения (ноль-модем), а также на заглушке, замыкающей тракт данных TxD на RxD и тракт управления RTS на CTS. В кабеле UTP каждая витая пара используется для передачи одного из дифференциальных сигналов. Две пары реализуют перекрёстное соединение TxD-RxD и RxD-TxD, а две оставшиеся пары – перекрёстное соединение RTS-CTS и CTS-RTS. В случае соединения по последовательному интерфейсу RS-422 устройств с некачественным заземлением корпусов, либо с изолированными корпусами, необходимо реализовать в кабеле дополнительную цепь, соединяющую корпуса. Это необходимо для выравнивания потенциалов между устройствами. В противном случае разность потенциалов может вывести из строя приёмо-передатчики интерфейса. Микросхема AM26LS33AC допускает отклонение входного напряжения от нуля не более чем на 15 вольт.


Рис. 24. Тестирование двухпортового адаптера RS-422

Тестовая заглушка представляет собой розетку DB-9F, заключённую в пластиковый разборный корпус для разъёмов D-Sub (рис. 25). Внутри корпуса выполнены следующие соединения: 1-4, 2-3, 6-9, 7-8.
Тестирование прошло без сбоев на системной скорости 115,2 кбод, соответствующей реальной скорости 1 Мбод (вследствие замены кварцевого резонатора и изменения делителя частоты).


Рис. 25. Тестовая заглушка

Одним из недостатков микросхем фирмы MosChip является ограничение частоты шины PCI 33МГц. Для работы на сегментах шины с тактовой частотой 66МГц (66,667МГц, период 15нс) можно использовать контроллеры других производителей. В качестве доступного решения с таким контроллером можно рекомендовать адаптер Espada FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01. Данный адаптер построен на микросхеме SB16C1052PCI фирмы SystemBase [8].

Контроллер SystemBase SB16C1052PCI поддерживает интерфейс исполнителя (Target) 32-разрядной шины PCI с частотой до 66МГц и реализует один или два последовательных порта с буферами FIFO большой ёмкости: 256 байт против 16 байт в традиционном контроллере класса 16C550.

Ради эксперимента для поддержки интерфейса RS-422 был доработан одноканальный адаптер FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01. При этом штатный порт RS-232 не подвергся изменениям. Путём перепайки резисторной перемычки RJ6 в положение 2-3 был активирован второй интерфейс UART контроллера SB16C1052PCI, выходящий на посадочное место микросхемы U3. Установка нулевого резистора R19 подключает 9 контакт второго порта (цепь nRI) к 9 контактной площадке посадочного места U3 (рис. 26). Разводка преобразователя уровня RS-232 и штыревого соединителя J2 аналогична схеме на рис. 10. Таким образом, путём выполнения доработки, показанной на рис. 15 и установки штыревого соединителя в посадочное место J2, получен интерфейс UART с разводкой на штыревой разъём, показанной на рис. 14.

Вид доработанного адаптера FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01 с установленным одноканальным модулем приёмо-передатчика RS-422 показан на рис. 27. Внешний разъём второго порта выполняется в виде вилки DB-9M с плоским шлейфом, на конце которого запрессовывается гнездо IDC-10 (рис. 9). Вилка DB-9M может быть установлена на планку или непосредственно в стенку корпуса при наличии соответствующей прорези.

В результате получился комбинированный двухпортовый адаптер RS-232 и RS-422. При этом оба последовательных порта работают на стандартном наборе скоростей.


Рис. 26. Топология преобразователей уровня RS-232 адаптера FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01


Рис. 27. Доработанный адаптер FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01

Выводы

• Интерфейс RS-422 позволяет строить интерфейсы последовательных портов, работающие со скоростями до 1 Мбод, а также даёт возможность значительно увеличить длину кабеля по сравнению с интерфейсом RS-232.

• Микросхемы серии MSC98xx фирмы MosChip допускают работу последовательных портов на скорости 1 Мбод, для чего требуется несложная доработка адаптера.

• Физический интерфейс RS-422 возможно реализовать на двух микросхемах и небольшом количестве пассивных компонентов, что является весьма недорогим техническим решением. Модуль приёмо-передатчика RS-422 может быть построен на небольшой печатной плате размерами 3х4 см.

• Для построения кабельной инфраструктуры RS-422 подходит стандартный сетевой кабель UTP или FTP с волновым сопротивлением 100 Ом.

Цитированная литература

1. MCS9820 PCI Single UART. Datasheet Rev. 2.0. MosChip Semiconductor, 22 May 2006.

2. MCS9835 PCI Dual UART with Printer Port. Datasheet Rev. 2.0. MosChip Semiconductor, 22 May 2006.

3. MCS9820 PCI Single UART. Datasheet Rev. 2.4. MosChip Semiconductor, 29 July 2007.

4. MCS9835 PCI Dual UART with Printer Port. Datasheet Rev. 2.4. MosChip Semiconductor, 31 July 2007.

5. PCI Local Bus Specification. Revision 3.0. – PCI Special Interest Group, 2002. – 344с.

6. GD65232, GD75232 Multiple RS-232 drivers and receivers. Texas Instruments SLLS206J. MAY 1995, REVISED NOVEMBER 2004.

7. SN75185 Multiple RS-232 drivers and receivers. Texas Instruments SLLS181D. DECEMBER 1994, REVISED JANUARY 2006.

8. SB16C1052PCI PCI Target Interface Controller with Dual UART. Datasheet Revision 1.00. SystemBase Co., Ltd. July 2009.

9. AM26LS31C, AM26LS31M Quadruple differential line driver. Texas Instruments SLLS114I. JANUARY 1979, REVISED FEBRUARY 2006.

10. AM26LS32AC, AM26LS32AI, AM26LS32AM, AM26LS33AC, AM26LS33AM Quadruple differential line receivers. Texas Instruments SLLS115D. OCTOBER 1980, REVISED MARCH 2002.

Распиновка RS-232, RS-366, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485 и RS-530

RS это стандарт, описывающий интерфейс для последовательной двунаправленной передачи данных между терминалом (DTE, Data Terminal Equipment) и конечным устройством (DCE,Data Circuit-Terminating Equipment ), то есть последовательное соединение устройств, где процесс пересылки данных идёт по одному биту за раз (последовательно) по каналу связи или компьютерной шине. Последовательное соединение используется для протяженных коммуникаций и компьютерных сетей, где учитывая стоимость кабеля и сложности с синхронизацией, использование параллельного соединения неэффективно. Далее краткое описание и распиновка таких разъёмов

Разъёмы RS-232C DE-9

Номер контактаНазначениеОбозначение
1Активная несущаяDCD
2Прием компьютеромRXD
3Передача компьютеромTXD
4Готовность к обмену со стороны приемникаDTR
5ЗемляGND
6Готовность к обмену со стороны источникаDSR
7Запрос на передачуRTS
8Готовность к передачеCTS
9Сигнал вызоваRI

Порт RS232C DE-9 (обычно неправильно называемый DB-9) доступен на некоторых ПК и многих других устройствах. Последовательный порт RS-232 когда-то был стандартной функцией ПК, который использовался для подключения к модемам, принтерам, мышкам, хранилищам данных, источникам бесперебойного питания и другим периферийным устройствам.

DE-9 PinСигналНаправл.Описание
1DCD<Data Carrier Detect
2RXD<Receive Data
3TXD>Transmit Data
4DTR>Data Terminal Ready
50V/COM0V or System Ground
6DSR<Data Set Ready
7RTS>Request to Send
8CTS<Clear to Send
9RI<Ring Indicator

RS-232 — это стандарт, появившийся ещё в 1960 году для последовательной передачи данных. Он формально определяет сигналы, соединяющие DTE (оконечное оборудование данных), такое как компьютерный терминал, и DCE (оборудование передачи данных), такое как модем. Стандарт RS-232 обычно использовался в компьютерных последовательных портах.

RS-232 по сравнению с более поздними интерфейсами, такими как RS-422, RS-485 или Ethernet, имеет более низкую скорость передачи, более короткую максимальную длину кабеля, большие колебания напряжения, большие стандартные разъемы, отсутствие возможности многоточечного соединения. В современных персональных компьютерах USB давно вытеснил RS-232 из большинства функций периферийного интерфейса. Многие компьютеры вообще не оснащены портами RS-232 и должны использовать либо внешний USB-to-RS232 конвертер или внутреннюю плату расширения с одним или несколькими последовательными портами для подключения к периферийным устройствам RS-232.

Тем не менее, благодаря своей простоте и повсеместному распространению, интерфейсы RS-232 все еще используются — например в промышленных машинах, сетевом оборудовании и научных инструментах, где достаточно короткодействующего, двухточечного, низкоскоростного проводного соединения для передачи данных.

Этот интерфейс последовательного порта ПК является несимметричным (соединяет только два устройства через последовательный кабель RS232), скорость передачи данных составляет менее 20 кбит / с. Горячая замена не поддерживается, но иногда разрешена. В настоящее время для ПК используется только 9-контактный разъем.

Разъёмы RS-232 25 pin

Передача данных RS-232 состоит из временных рядов битов. Поддерживаются как синхронная, так и асинхронная передача, но асинхронный канал, отправляющий пакеты из семи или восьми битов, является наиболее распространенной конфигурацией на ПК. Устройства RS-232 могут быть классифицированы как оконечное оборудование данных (DTE) или оборудование передачи данных (DCE) — это определяет, какие провода будут отправлять и получать каждый сигнал. Персональные компьютеры обычно оснащены упрощенной версией интерфейса RS-232.

Обозн.Направл.Название сигнала
1n/c
2TXDВыходTransmit Data
3RXDВходReceive Data
4RTSВыходRequest to Send
5CTSВходClear to Send
6DSRВходData Set Ready
7GNDSystem Ground
8DCDВходData Carrier Detect
9n/cBUTTON_POR (Power-on reset) for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
10n/cBUTTON_XIR_L (Transmit internal reset) for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
11n/c+5 Vdc for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
12n/c
13n/c
14n/c
15TRxCВходTransmit Clock
16n/c
17RTxCВходReceive Clock
18n/c
19n/c
20DTRВыходData Terminal Ready
21n/c
22n/c
23n/c
24TxCВыходTransmit Clock
25n/c

Сигналы контактов RS232 представлены уровнями напряжения относительно общей схемы (питание / логическая земля). В состоянии ожидания (MARK) уровень сигнала отрицательный относительно общего, а в активном состоянии (SPACE) уровень сигнала положительный относительно общего провода. RS232 имеет множество линий подтверждения связи (в основном используется с модемами), а также определяет протокол связи.

Интерфейс RS-232 предполагает наличие общего заземления между DTE и DCE. Это разумное предположение, когда короткий кабель соединяет DTE с DCE, но с более длинными линиями и соединениями между устройствами, которые могут находиться на разных электрических шинах с разным заземлением, это может быть неверно. Данные RS232 биполярны.

Стандарт определяет максимальное напряжение холостого хода 25 В, но общие уровни сигналов составляют 5 В, 10 В, 12 В и 15 В. Цепи, управляющие интерфейсом, совместимым с RS-232, должны выдерживать неопределенно долгое короткое замыкание на землю или на любой уровень напряжения до 25 вольт. От +3 до +12 вольт указывает состояние ВКЛЮЧЕНО или 0, в то время как от -3 до -12 В указывает состояние ВЫКЛЮЧЕНО 1 состояние.

Некоторое компьютерное оборудование игнорирует отрицательный уровень и принимает нулевой уровень напряжения как состояние ВЫКЛ. Фактически, состояние ВКЛ может быть достигнуто с меньшим положительным потенциалом. Это означает что цепи с питанием от 5 В постоянного тока могут напрямую управлять цепями RS232, но общий диапазон, в котором сигнал RS232 может быть передан / принят, может быть значительно сокращен.

Уровень выходного сигнала обычно колеблется от +12 В до -12 В. Мертвая зона между + 3В и -3В предназначена для поглощения линейного шума. В различных определениях распиновки, подобных RS-232, эта мертвая зона может отличаться. Например, определение для V.10 имеет мертвую зону от + 0,3 В до -0,3 В. Многие приемники, разработанные для RS-232, чувствительны к перепадам напряжения 1 В или меньше.

Разъёмы RS-366

PinФункцияОписаниеСхема EIA
1unused
2Digit PresentA signal given to the ACE indicating that the digit lines contain a digitDPR
3Abandon Call and RetryAn indicator signal from the ACE that it could not make a connection. Could be «busy».ACR
4Call RequestA signal from the DTE that tells the ACE to go «off hook»CRQ
5Present Next DigitA signal from the ACE to the DTE to indicate that the ACE is ready to receive the next digit.PND
6unused
7unused
8unused
9unused
10unused
11unused
12unused
13Distant Station ConnectedIndicator from ACE to DTE that the call is succesfully made.DSC
14-17Digit Signal CircuitsFour lines containing a parallel BCD dial digit (10 digits, plus control digits)NB1-NB8
18unused
19unused
20unused
21unused
22Data Line OccupiedAn indicator that is used by the ACE to let the DTE know that the line it wants to use is used by another device.DLO
23unused
24unused
25unused

Разъёмы RS-422 9-pin

PinСигналОписание
1Shield
2RTS+Request To Send +
3RTS-Request To Send —
4TXD+Transmit Data +
5TXD-Transmit Data —
6CTS+Clear To Send +
7CTS-Clear To Send —
8RXD+Received Data +
9RXD-Received Data

 

Разъёмы RS-422 37-pin

RS422 — это сбалансированный последовательный интерфейс для передачи цифровых данных. Преимущество сбалансированного сигнала — большая помехоустойчивость. EIA описывает RS422 как интерфейс DTE-DCE для соединений точка-точка.


PinИмяНапр.Описание
1GNDShield Ground
2SRI<Signal Rate Indicator
3n/cSpare
4SD>Send Data
5ST>Send Timing
6RD<Receive Data
7RTS>Request To Send
8RR<Receiver Ready
9CTS<Clear To Send
10LL>Local Loopback
11DM<Data Mode
12TR>Terminal Ready
13RR<Receiver Ready
14RL>Remote Loopback
15IC<Incoming Call
16SF/SR>Select Frequency/Select Rate
17TT>Terminal Timing
18TM<Test Mode
19GNDGround
20RCReceive Twister-Pair Common
21GNDSpare Twister-Pair Return
22/SDSend Data TPR
23GNDSend Timing TPR
24/RDReceive Data TPR
25/RSRequest To Send TPR
26/RTReceive Timing TPR
27/CSClear To Send TPR
28IS<Terminal In Service
29/DMData Mode TPR
30/TRTerminal Ready TPR
31/RRReceiver TPR
32SS>Select Standby
33SQ<Signal Quality
34NS>New Signal
35/TTTerminal Timing TPR
36SB<Standby Indicator
37SCSend Twister Pair Common

RS422 был разработан для больших расстояний и более высоких скоростей передачи, чем RS232. В 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 километра. RS422 также предназначен для многоабонентских (групповых) устройств, где только один драйвер подключен и передает по шине до 10 приемников.

И RS-422, и RS-485 используют витую пару (то есть 2 ​​провода) для каждого сигнала. В обоих используется один и тот же дифференциальный привод с одинаковыми колебаниями напряжения: от 0 до + 5 В, но RS-422 — это многоточечный стандарт, позволяющий использовать один драйвер и до 10 приемников, а RS-485 — до 32 устройств (драйверы, приемники или приемопередатчики).

Поскольку основные приемники RS-423-A и RS422-A электрически идентичны, можно соединить оборудование, использующее приемники и генераторы RS423-A на одной стороне интерфейса, с оборудованием, использующим генераторы и приемники RS422-A с другой стороны интерфейса, если выводы приемников и генераторов правильно сконфигурированы, чтобы приспособиться к такой компоновке.

Разъёмы RS-423

ОписаниеRS423RS422
Mode of OperationSINGLE — ENDEDDIFFERENTIAL
Total Number of Drivers and Receivers on One Line1 DRIVER
10 RECVR
1 DRIVER
10 RECVR
Maximum Cable Length4000 FT.4000 FT.
Maximum Data Rate100kb/s10Mb/s
Maximum Driver Output Voltage+/-6V-0.25V to +6V
Driver Output Signal Level (Loaded Min.)Loaded+/-3.6V+/-2.0V
Driver Output Signal Level (Unloaded Max)Unloaded+/-6V+/-6V
Driver Load Impedance (Ohms)>450100
Max. Driver Current in High Z StatePower OnN/AN/A
Max. Driver Current in High Z StatePower Off+/-100uA+/-100uA
Slew Rate (Max.)AdjustableN/A
Receiver Input Voltage Range+/-12V-10V to +10V
Receiver Input Sensitivity+/-200mV+/-200mV
Receiver Input Resistance (Ohms)4k min.4k min.

RS-423 похож на TIA / EIA-232-F, но отличается уменьшенным размахом выходного сигнала драйвера и более высокой скоростью передачи данных. RS-423 — это электрический стандарт, определяющий только требования к драйверу и приемнику — для этого интерфейса нет общей распиновки. Определены несимметричный драйвер и балансный ресивер. TIA / EIA-423-B определяет однонаправленный, многоточечный (до 10 приемников) интерфейс. Преимущества перед TIA / EIA-232-F включают: работу с несколькими приемниками, более высокую скорость передачи данных и общие источники питания (обычно 5 В).

Разъёмы RS-449

PinИмяV.24Напр.ОписаниеТип
1101ShieldGround
2SI112>Signal Rate IndicatorControl
3n/an/aunused
4SD-103>Send Data (A)Data
5ST-114<Send Timing (A)Timing
6RD-104<Receive Data (A)Data
7RS-105>Request To Send (A)Control
8RT-115<Receive Timing (A)Timing
9CS-106<Clear To Send (A)Control
10LL141>Local LoopbackControl
11DM-107<Data Mode (A)Control
12TR-108. 2>Terminal Ready (A)Control
13RR-109<Receiver Ready (A)Control
14RL140>Remote LoopbackControl
15IC125<Incoming CallControl
16SF/SR+126>Signal Freq./Sig. Rate Select.Control
17TT-113>Terminal Timing (A)Timing
18TM-142<Test Mode (A)Control
19SG102Signal GroundGround
20RC102bReceive CommonGround
21n/an/aunused
22SD+103>Send Data (B)Data
23ST+114<Send Timing (B)Timing
24RD+104<Receive Data (B)Data
25RS+105>Request To Send (B)Control
26RT+115<Receive Timing (B)Timing
27CS+106<Clear To Send (B)Control
28ISn/a>Terminal In ServiceControl
29DM+107<Data Mode (B)Control
30TR+108. 2>Terminal Ready (B)Control
31RR+109<Receiver Ready (B)Control
32SS116<Select StandbyControl
33SQ110<Signal QualityControl
34NSn/a>New SignalControl
35TT+113>Terminal Timing (B)Timing
36SB117<Standby IndicatorControl
37SC102aSend CommonGround

 

ИмяОписаниеФункция
AAShield GroundAlso known as protective ground. This is the chassis ground connection between DTE and DCE.
ABSignal GroundThe reference ground between a DTE and a DCE. Has the value 0 Vdc.
BATransmitted DataData send by the DTE.
BBReceived DataData received by the DTE.
CARequest To SendOriginated by the DTE to initiate transmission by the DCE.
CBClear To SendSend by the DCE as a reply on the RTS after a delay in ms, which gives the DCEs enough time to energize their circuits and synchronize on basic modulation patterns.
CCDCE ReadyKnown as DSR. Originated by the DCE indicating that it is basically operating (power on, and in functional mode).
CDDTE ReadyKnown as DTR. Originated by the DTE to instruct the DCE to setup a connection. Actually it means that the DTE is up and running and ready to communicate.
CERing IndicatorA signal from the DCE to the DTE that there is an incomming call (telephone is ringing). Only used on switched circuit connections.
CFReceived Line Signal DetectorKnown as DCD. A signal send from DCE to its DTE to indicate that it has received a basic carrier signal from a (remote) DCE.
CH/CIData Signal Rate Select
(DTE/DCE Source>
A control signal that can be used to change the transmission speed.
DATransmit Signal Element Timing
(DTE Source)
Timing signals used by the DTE for transmission, where the clock is originated by the DTE and the DCE is the slave.
DBTransmitter Signal Element Timing
(DCE Source)
Timing signals used by the DTE for transmission.
DDReceiver Signal Element Timing
(DCE Source)
Timing signals used by the DTE when receiving data.
ISterminal In ServiceSignal that indicates that the DTE is available for operation
NSNew SignalA control signal from the DTE to the DCE. It instructs the DCE to rapidly get ready to receive a new analog signal. It helps master-station modems rapidly synchronize on a new modem at a tributary station in multipoint circuits
RCReceive CommonA signal return for receiver circuit reference
LLLocal Loopback / Quality DetectorA control signal from the DTE to the DCE that causes the analog transmision output to be connected to the analog receiver input.
RLRemote LoopbackSignal from the DTE to the DCE. The local DCE then signals the remote DCE to loopback the analog signal and thus causing a line loopback.
SBStandby IndicatorSignal from the DCE to indicate if it is uses the normal communication or standby channel
SCSend CommonA return signal for transmitter circuit reference
SFSelect FrequencyA signal from the DTE to tell the DCE which of the two analog carrier frequencies should be used.
SSSelect StandbyA signal from DTE to DCE, to switch between normal communication or standby channel.
TMTest ModeA signal from the DCE to the DTE that it is in test-mode and can»t send any data.
Reserved for Testing

Интерфейс RS449 — это не самостоятельный интерфейс. Расположение выводов разъема изначально было разработано для поддержки RS422 для симметричных сигналов и RS423 для несимметричных сигналов. И должен он был стать преемником RS232. Это высокоскоростной цифровой интерфейс, в отличие от RS232, который использует сигналы относительно земли, приемники RS449 V.11 ищут разницу между двумя проводами. Скручивая два провода и создавая «витую пару», любой паразитный шум, улавливаемый одним проводом, будет улавливаться на другом, поскольку оба провода улавливают одинаковый шум, и дифференциальный интерфейс RS449 просто меняет уровень напряжения относительно земли. но не меняет по отношению друг к другу. Приемники смотрят только на разницу в уровне напряжения между каждым проводом, а не на землю.

Дифференциальные сигналы для RS449 помечены как «A и B» или «+ и -». В случае RS449 провод A или + не соединяется с B или -. Провод A всегда подключается к A, а B подключается к B или + к + и — к -. Распространенные названия: EIA-449, RS-449, ISO 4902.

Разъёмы EIA-449

PinИмяRS232V.24DirОписание
1n/a101Shield
2SSRSRR122<Secondary Receiver Ready
3SSDSSD118>Secondary Send Data
4SRDSRD119<Secondary Receive Data
5SGSG102Signal Ground
6RCRC102bReceive Common
7SRSSRS120>Secondary Request To Send
8SCSSCS121<Secondary Clear To Send
9SCSC102aSend Common

Разъёмы RS-485

EIA-485 (ранее RS-485 или RS485) — это электрическая спецификация физического уровня модели OSI для двухпроводного, полудуплексного, многоточечного последовательного соединения. Стандарт определяет дифференциальную форму сигнала. Разница между проводами в напряжении — вот что передает данные. Одна полярность напряжения указывает на уровень логической 1, обратная полярность указывает на логический 0. Для правильной работы разность потенциалов должна быть не менее 0,2 В, но любое приложенное напряжение между +12 В и -7 В уже позволит корректно работать приемнику. EIA-485 лучше описать как несимметричный интерфейс, поскольку сбалансированный обычно подразумевает, что напряжения на дифференциальных проводах сбалансированы относительно земли или потенциала земли (например, + 5 В и -5 В), но EIA-485 обычно составляет + 5 В и 0 В.

Сигналы RS-485Сигналы RS-232DB-25DE-9RJ-50
Common GroundCarrier Detect (DCD)8110
Clear To Send + (CTS+)Received Data (RD)329
Ready To Send + (RTS+)Transmitted Data (TD)238
Received Data + (RxD+)Data Terminal Ready (DTR)2047
Received Data — (RxD-)Common Ground756
Clear To Send — (CTS-)Data Set Ready (DSR)665
Ready To Send — (RTS-)Request To Send (RTS)474
Transmitted Data + (TxD+)Clear To Send (CTS)583
Transmitted Data — (TxD-)Ring Indicator (RI)2292

EIA-485 определяет только электрические характеристики драйвера и приемника. Он не указывает и не рекомендует какой-либо протокол передачи данных. Поскольку он использует дифференциальную линию по витой паре (например, EIA-422), то может охватывать относительно большие расстояния (до 1200 метров). Рекомендуемое расположение проводов — это соединенная серия двухточечных узлов, линия или шина. В идеале, на двух концах кабеля должен быть оконечный резистор подключенный к двум проводам, и два резистора с питанием для смещения линий, когда линии не управляются. Без оконечных резисторов отражения быстрых фронтов драйвера могут вызвать множественные фронты данных, которые могут вызвать повреждение данных. Величина каждого оконечного резистора должна быть равна сопротивлению кабеля (обычно 120 Ом для витых пар).

Разъёмы RS-530

EIA-530 или RS-530 — это стандарт сбалансированного последовательного интерфейса, в котором обычно используется 25-контактный разъем. RS530 — это не фактический интерфейс, а общая спецификация разъема. Распиновка разъема может использоваться для поддержки RS422, RS423, V.36 / V.37 / V.10 / V.11 (не V.35!) И X.21.

PinИмяDirОписаниеСхемаPaired with
1Shield
2TxD>Transmitted DataBA14
3RxD<Received DataBB16
4RTS>Request To SendCA19
5CTS<Clear To SendCB13
6DSR *<Data Set ReadyCC22 (not paired in TIA-530-A)
7SGNDSignal GroundGround
8DCD<Data Carrier DetectCF10
9<Rtrn Receive Sig. Elmnt TimingDD17
10<Rtrn DCDCF8
11>Rtrn Transmit Sig. Elmnt TimingDA24
12<Rtrn Transmit Sig. Elmnt TimingDB15
13<Rtrn CTSCB5
14>Rtrn TxDBA2
15 ST<Transmit Signal Element TimingDB12
16<Rtrn RxDBB3
17 RT<Receive Signal Element TimingDD9
18LL>Local LoopbackLLUnbal, not paired
19>Rtrn RTSCA4
20DTR *>Data Terminal ReadyCD23 (not paired in TIA-530-A)
21RL>Remote LoopbackRLUnbal, not paired
22 **<Rtrn DSRCC6 (not paired in TIA-530-A)
23 ***>Rtrn DTRCD20 (not paired in TIA-530-A)
24 TT>Transmit Signal Element timingDA11
25 TM<Test ModeTM Unbal, not paired

TIA-530 (1987) полагается на EIA (RS) -422/423 и использует дифференциальную сигнализацию в формате DB25 — RS232 — Передача EIA-530 (и другие сигналы) использует витую пару проводов (TD+ и TD-) вместо TD и заземление, как в RS232 или V.24. Этот интерфейс используется для синхронных протоколов HIGH SPEED. Использование дифференциальной сигнализации обеспечивает более высокую скорость при использовании длинных кабелей.

Этот стандарт применим для использования при скоростях передачи данных в диапазоне от 20 000 до номинального верхнего предела 2 000 000 бит в секунду. Однако оборудование, соответствующее этому стандарту, не должно работать во всем этом диапазоне скоростей передачи данных. Они могут быть разработаны для работы в более узком диапазоне в зависимости от конкретного применения. Все сигналы EIA-422 симметричные, за исключением LL (вывод 18), RL (вывод 21) и TM (вывод 25), которые используют EIA-423 (несимметричный).

TIA-530-A (1992) немного отличается, изменением контактов 6 и 20 на EIA-423 (несимметричный), добавив кольцевой индикатор (RI) на контакт 22 с помощью EIA-423 и заземляющий контакт 23.


Модуль интерфейсный RS422/CAN/RS485 — НПП ДонКонт

В условиях промышленного применения беспроводные линии передачи данных никогда не смогут полностью заменить проводные. Среди последних самым распространенным и надежным до сих пор остается последовательный интерфейс RS485.

Несмотря на рост популярности беспроводных сетей, наиболее надежную и устойчивую связь, особенно в жестких условиях эксплуатации, обеспечивают проводные. Правильно спроектированные проводные сети позволяют реализовать эффективную связь в промышленных приложениях и в системах автоматизированного управления производственными процессами, обеспечивая устойчивость к помехам, электростатическим разрядам и перенапряжениям.

В настоящее время существует несколько типов интерфейсов передачи данных, каждый из которых разработан для конкретных применений с учетом требуемого набора параметров и структуры протокола. К числу интерфейсов последовательной передачи данных относятся RS-485/RS-422, CAN, LIN, RS-232, I2C, SMBus, I2S, SPI, LAN и т.д., однако RS-485 и RS-422 по-прежнему остаются наиболее надежными, особенно в жёстких условиях эксплуатации.

Модуль интерфейсный RS422/CAN/RS485 производства ДонКонт позволяет подключиться к проводным сетям по одному из трёх интерфейсов. Причём для подключения к шине RS485 от устройства не потребуется аппаратного управления потоком, что достигается использованием родственного драйвера CAN интерфейса с расширенными уровнями работоспособности и защищённости по сравнению с первым. Поддерживая тем самым высокую надёжность системы передачи данных.

Предельная длина сети CAN

Предельная длина сети RS422 (RS485)

Скорость, кбит/с

Длина линии, м

Скорость, кбит/с

Длина линии, м

1000

40

10000

12

500

100

1000

120

125

500

100

1200

10

5000

.

Основные технические характеристики интерфейсного модуля RS422/CAN/RS485

Наименование параметра, единица измерения

Значение параметра

Мин.

Тип.

Макс.

Напряжение питания модуля Uпит, В

4,5

5

5,5

Ток питания питания, мА

5

15

70

Логический уровень ТТЛ Tx/Rx «0», В

0,8

Логическая уровень ТТЛ Tx/Rx «1», В

2

Скорость передачи данных, мбит/сек

10

Диапазон напряжений «1» передатчика, В

+2

+10

Диапазон напряжений «0» передатчика, В

-2

-10

Максимальный ток короткого замыкания передатчика, мА

150

250

Допустимое сопротивление нагрузки передатчика, Ом

54

100

Чувствительность по входу Rx, мВ

±200

Входное сопротивление приемника, кОм

4

12

Диапазон напряжений входного сигнала Rx, В

±7

Уровень логической единицы Rx, мВ

>200

Уровень логического нуля Rx, мВ

>200

Физическое подключение интерфейсов CAN и RS485 производится по двухпроводной схеме экранированной витой парой (схема №1), а интерфейсов RS422 выполнено по четырёхпроводной схеме двумя экранированными парами A и B, Z и Y (схема №2). Установка терминатора R2, R4 (120 Ом) и подтягивающих резисторов R1, R3 (от 680 Ом и до 5,6 кОм) производятся по необходимости на крайних устройствах шины, защитное заземление шины производится с одной стороны.

Схема №1 — Модуль RS485/CAN

(кликните по схеме для увеличения, открывается в новой вкладке)

Схема №2 — Модуль RS422

(кликните по схеме для увеличения, открывается в новой вкладке)

Если вас заинтересовал интерфейсный модуль RS422/CAN/RS485 или у вас появились идеи использования устройства в своих изделиях, пожалуйста, свяжитесь с нами.

DME3000 Dx100 SSI/RS-422, комплект для модификации

DME3000 Dx100 SSI/RS-422, комплект для модификации | SICK

Тип:DME3000 Dx100 SSI/RS-422, комплект для модификации

Артикул: 2065223

Технический паспорт изделия Русский Cesky Dansk Deutsch English Español Suomi Français Italiano 日本語 – Японский 한국어 – Корейский Nederlands Polski Portugues Svenska Türkçe Traditional Chinese Китайский

Copy shortlink
  • Комплекты для модификации часто являются экономичной альтернативой покупке нового оборудования. Благодаря модернизации и внедрению современных технологий SICK можно значительно увеличить время работы оборудования.

    Если предстоит модернизация оборудования, профилактическая замена дистанционных датчиков DME после многолетней работы или в случае непредвиденного выхода из строя датчика, комплект для модификации SICK DME-Dx100 предназначен для того, чтобы выполнить замену проверенных датчиков DME на современные дистанционные датчики Dx100 с наименьшими затратами.

    Дистанционный датчик Dx100 не входит в комплект для модификации, его необходимо выбрать и заказать отдельно.

    Мы охотно поможем вам установить новое оборудование. Свяжитесь с нами!

    Краткий обзор
    • Комплект для модификации, подобранный специально для имеющегося оборудования
    • Все комплектующие, необходимые на месте, входят в объем поставки
    • Точное описание этапов работ в прилагаемой инструкции по модернизации
    • Механическое крепление датчика Dx100 по схеме сверления DME с помощью переходной пластины
    • Электроподключение с помощью полностью подготовленных к монтажу переходных кабелей
    Ваши преимущества
    • Высокая эксплуатационная готовность оборудования при минимальном времени простоя в ходе модернизации
    • Повышение производительности вашего оборудования благодаря новейшим технологиям
    • Исключение затратных и незапланированных простоев в случае профилактической модернизации вашего оборудования с использованием датчиков Dx100
    • Экономичная модернизация имеющегося оборудования в несколько этапов
    • Простота крепления по имеющейся схеме сверления благодаря прецизионной переходной пластине
    • Беспроблемное подключение к имеющейся кабельной разводке благодаря полностью подготовленным к монтажу переходным кабелям

    Технические чертежи

    Габаритный чертеж

    Габаритный чертеж

    Габаритный чертеж

    Схема контактов

    Схема контактов

Наверх

Пожалуйста, подождите…

Ваш запрос обрабатывается, это может занять несколько секунд.

% PDF-1.6 % 588 0 объект > эндобдж xref 588 101 0000000016 00000 н. 0000003644 00000 п. 0000003965 00000 н. 0000004017 00000 н. 0000004418 00000 н. 0000004453 00000 п. 0000004610 00000 н. 0000004766 00000 н. 0000005487 00000 н. 0000005984 00000 п. 0000006907 00000 н. 0000007402 00000 н. 0000007791 00000 н. 0000009205 00000 н. 0000009653 00000 н. 0000014851 00000 п. 0000014888 00000 п. 0000014966 00000 п. 0000015313 00000 п. 0000015652 00000 п. 0000016010 00000 п. 0000016143 00000 п. 0000020600 00000 п. 0000020985 00000 п. 0000021309 00000 п. 0000022565 00000 п. 0000023201 00000 п. 0000023620 00000 п. 0000024087 00000 п. 0000024335 00000 п. 0000024469 00000 п. 0000025496 00000 п. 0000025818 00000 п. 0000026285 00000 п. 0000034480 00000 п. 0000035882 00000 п. 0000037316 00000 п. 0000038995 00000 н. 0000040362 00000 п. 0000040938 00000 п. 0000041192 00000 п. 0000042033 00000 п. 0000046562 00000 п. 0000046988 00000 п. 0000047356 00000 п. 0000047595 00000 п. 0000048122 00000 п. 0000048948 00000 н. 0000050461 00000 п. 0000071290 00000 н. 0000075481 00000 п. 0000075713 00000 п. 0000075945 00000 п. 0000087319 00000 п. 00000

00000 п. 00000 00000 н. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 н. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 н. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 0000091836 00000 п. 0000091892 00000 п. 0000092011 00000 п. 0000092066 00000 п. 0000092213 00000 п. 0000092267 00000 п. 0000092362 00000 п. 0000092416 00000 п. 0000092533 00000 п. 0000092587 00000 п. 0000092704 00000 п. 0000092758 00000 п. 0000092919 00000 п. 0000092976 00000 п. ګ! N ~ Aqv.> 691 iX’GO? / KS

% PDF-1.3 % 320 0 объект > эндобдж xref 320 106 0000000016 00000 н. 0000002472 00000 н. 0000002610 00000 н. 0000003507 00000 н. 0000004132 00000 н. 0000004199 00000 н. 0000004393 00000 п. 0000004573 00000 н. 0000004751 00000 п. 0000005123 00000 н. 0000005502 00000 н. 0000005881 00000 н. 0000006153 00000 п. 0000006367 00000 н. 0000006664 00000 н. 0000007074 00000 н. 0000007335 00000 н. 0000007534 00000 н. 0000007857 00000 н. 0000008128 00000 н. 0000008384 00000 н. 0000008737 00000 н. 0000008931 00000 н. 0000009145 00000 н. 0000009327 00000 н. 0000009499 00000 н. 0000009709 00000 н. 0000009928 00000 н. 0000010204 00000 п. 0000010448 00000 п. 0000010662 00000 п. 0000010916 00000 п. 0000011291 00000 п. 0000011690 00000 н. 0000011919 00000 п. 0000012148 00000 п. 0000012580 00000 п. 0000013052 00000 п. 0000013432 00000 п. 0000013842 00000 п. 0000014192 00000 п. 0000014726 00000 п. 0000015193 00000 п. 0000015646 00000 п. 0000016078 00000 п. 0000016525 00000 п. 0000016998 00000 н. 0000017568 00000 п. 0000018011 00000 п. 0000018362 00000 п. 0000018490 00000 п. 0000018618 00000 п. 0000018746 00000 п. 0000018874 00000 п. 0000019019 00000 п. 0000019154 00000 п. 0000019284 00000 п. 0000019414 00000 п. 0000019547 00000 п. 0000019683 00000 п. 0000019815 00000 п. 0000019945 00000 п. 0000020077 00000 п. 0000020207 00000 п. 0000020343 00000 п. 0000020475 00000 п. 0000020607 00000 п. 0000020739 00000 п. 0000020875 00000 п. 0000021014 00000 п. 0000021147 00000 п. 0000021277 00000 п. 0000021407 00000 п. 0000021540 00000 п. 0000021682 00000 п. 0000021817 00000 п. 0000021950 00000 п. 0000022083 00000 п. 0000022222 00000 п. 0000022354 00000 п. 0000022485 00000 п. 0000022617 00000 п. 0000022730 00000 п. 0000022752 00000 п. 0000022869 00000 п. 0000023569 00000 п. 0000023591 00000 п. 0000023696 00000 п. 0000024378 00000 п. 0000024400 00000 п. 0000024510 00000 п. 0000024942 00000 п. 0000024964 00000 п. 0000025364 00000 н. 0000025386 00000 п. 0000025813 00000 п. 0000025835 00000 п. 0000026256 00000 п. 0000026278 00000 п. 0000026715 00000 н. 0000026737 00000 п. 0000026788 00000 н. 0000027353 00000 п. 0000027391 00000 п. 0000002761 00000 н. 0000003485 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 321 0 объект > эндобдж 322 0 объект > / Шрифт> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 424 0 объект > поток H̓MhQgw46FUVzX.ff

Расположение выводов разъема последовательного порта RS422

RS-422 – это стандарт последовательной связи, который обеспечивает возможности асинхронной связи, такие как аппаратное управление потоком данных, программное управление потоком и проверка четности. Он широко используется на протяжении десятилетий. В отличие от RS-232, RS-422 может передавать данные на большие расстояния (до 4000 футов). Поскольку RS-422 использует 2 провода для каждого сигнала, он менее чувствителен к шумам.

В следующем документе описываются функции контактов 9- и 37-контактных разъемов Sub-D RS422, используемых в последовательной связи.Контакты на изображениях показаны со стороны контактов (не со стороны припоя или печатной платы). Штекерные разъемы используются на стороне DTE (оконечного оборудования данных) или ПК. Гнездовые гнезда находятся на стороне DCE (оборудование передачи данных) или на стороне модема.

Используя компонент последовательного порта ActiveXperts, вы можете отправлять и получать данные и управлять портом RS422.

RS422 9-контактный разъем (DB-9)

1 TXD- Переданные данные –
2 TXD + Переданные данные +
3 RTS- Запрос на отправку –
4 RTS + Запрос на отправку +
5 GND Земля
6 RXD- Полученные данные –
7 RXD + Полученные данные +
8 CTS- Разрешение отправки –
9 CTS + Разрешение отправки +

RS422 37-контактный разъем (DB-37)

1 GND Земля
2 SRI Индикатор скорости сигнала
3 Зарезервировано
4 SD Отправить данные A
5 ST Время отправки A
6 RD- Полученные данные A
7 RTS Запрос на отправку A
8 RR Приемник готов A
9 CTS Очистить для отправки A
10 LL Локальный шлейф
11 DM Режим данных A
12 TR Готовность к терминалу A
1 3 RR Приемник готов A
14 RL Remote Loopback
15 RL Remote Loopback
16 SF / SR Выберите частоту / выберите скорость
17 TT Время терминала A
18 TM Тестовый режим
19 GND Земля
20 RC Общий
21 GND Земля
22 / SD Отправка данных B
23 / ST Время отправки B
24 / RT Время приема В
25 / RS Запрос на отправку B
26 / RT Время приема B
27 / CS Готово для отправки B
28 IS Терминал в работе
29 / DM Режим данных B
30 / TR Терминал готов B
31 / RR Приемник B
32 SS Выбор режима ожидания
33 SQ Качество сигнала
34 NS Новый сигнал
35 / TT Время терминала B
36 SB Индикатор режима ожидания
37 SC 9002 1 Отправить общий

Руководство по выбору и использованию последовательных данных

Введение

«Самое замечательное в стандартах – это то, что есть из чего выбирать.«Это заявление было сделано на недавней конференции по волоконной оптике, и оно справедливо и для стандартов электрических интерфейсов. Поскольку стандарты последовательной передачи данных, как правило, развиваются отдельно в рамках отдельных отраслей, у нас, таким образом, больше стандартов, чем следовало бы.

Возможно, наиболее успешным стандартом последовательной передачи данных для ПК и телекоммуникационных приложений является RS-232. Точно так же RS-485 и RS-422 являются одними из самых успешных стандартов для промышленных приложений. Эти стандарты не совместимы напрямую.Однако для приложений управления и контрольно-измерительных приборов часто бывает необходимо установить связь между стандартами. В этой статье обсуждаются различные стандарты (спецификации электрического физического уровня), объясняется, как преобразовать один стандарт в другой, и демонстрируется, как объединить разные стандарты в одном приложении.

Электрические характеристики RS-232 и типовое подключение

Линия RS-232 изначально предназначалась для поддержки приложений модема и принтера на ПК IBM, однако теперь она позволяет различным периферийным устройствам связываться с ПК.Стандарт RS-232 был определен как односторонний стандарт для увеличения расстояний последовательной связи при низких скоростях передачи (<20 кбит / с). За прошедшие годы стандарт изменился, и теперь в него включены более быстрые драйверы, такие как MAX3225E, который обеспечивает скорость передачи данных 1 Мбит / с. Для совместимости с RS-232 трансивер, такой как MAX3225E, должен соответствовать электрическим характеристикам, перечисленным в Таблица 1 . Типичное соединение (, рис. 1, ) показывает использование аппаратного квитирования для управления потоком данных.

Таблица 1. Обзор основных электрических характеристик RS-232

Параметр Условия мин. Макс шт.
Выходное напряжение драйвера, обрыв цепи 25 В
Выходное напряжение драйвера под нагрузкой 3 кОм ± 5 ± 15 В
Выходное сопротивление драйвера при выключенном питании -2В 300
Скорость нарастания 4 30 В / мкс
Максимальная нагрузка 2500 пФ
Входное сопротивление приемника 3 7 кОм
Порог входного сигнала приемника:
Выход = Метка (Логика 1) -3 В
Выход = пробел (логический 0) 3 В


Рисунок 1.Типичное соединение RS-232.

Типичный сигнал RS-232 (, рис. 2, , Ch2) колеблется в положительном и отрицательном направлении. Обратите внимание на относительное расположение маркеров следа 0 В на левой оси. Хотя данные RS-232 инвертируются, общий перевод из TTL / CMOS в RS-232 и обратно в TTL / CMOS восстанавливает исходную полярность данных. Типичная передача RS-232 редко превышает 100 футов по двум причинам. Во-первых, разница между уровнями передачи (± 5 В) и уровня приема (± 3 В) допускает отклонение синфазного сигнала только на 2 В.Во-вторых, распределенная емкость более длинного кабеля может снизить скорость нарастания напряжения из-за превышения максимальной указанной нагрузки (2500 пФ). Поскольку RS-232 был разработан как двухточечный, а не многоточечный интерфейс, его драйверы предназначены для одиночной нагрузки от 3 кОм до 7 кОм. Поэтому для приложений с многоточечным интерфейсом обычно используется схема последовательного подключения (, рис. 3, ).


Рис. 2. Приемник RS-232 принимает биполярный входной сигнал (верхний график, канал 2) и выдает инвертированный сигнал ТТЛ / КМОП (нижний график, канал 3).


Рис. 3. Гирляндное соединение позволяет использовать несколько подчиненных трансиверов на одной линии RS-232.

Устройства с гирляндным подключением и их ограничения

В гирляндной конфигурации сигнал RS-232 поступает через один приемник и проходит по шлейфу на передатчик. Эта конфигурация повторяется для последующих устройств на линии передачи данных. Обрывы кабеля являются серьезной проблемой при использовании этой техники. Разрыв между подчиненным устройством 1 и подчиненным устройством 2 предотвращает передачу или получение данных всеми нижестоящими устройствами.Другие методы многоточечного RS-232 включают предварительную буферизацию или усиление выходного сигнала RS-232 (позволяя ему управлять несколькими входами 5 кОм параллельно).

Чтобы устранить проблемы, связанные с гирляндными сетями, Максим разработал MAX3322E / MAX3323E, специально предназначенный для настройки в многоточечных приложениях. Эти уникальные устройства используют логически переключаемое входное сопротивление 5 кОм. Когда устройство не выбрано, его входное сопротивление остается в состоянии высокого импеданса, позволяя продолжить обмен данными с другими устройствами по общей шине.

Другое решение проблемы гирляндной сети – преобразование сигналов RS-232 Rx и Tx в сигналы RS-422 (см. , Таблица 2, ). RS-422 – это дифференциальный стандарт, который позволяет передавать на гораздо большие расстояния. Более высокое входное сопротивление входов RS-422 в сочетании с их большей приводной способностью позволяет подключать до десяти узлов (, рис. 4, ). Еще одно преимущество RS-422 – это отдельные тракты передачи и приема, для которых не требуется управление направлением.Любое необходимое подтверждение связи между устройствами может быть выполнено либо программным (подтверждение связи XON / OFF), либо аппаратным (отдельный набор витых пар). MAX3162 обеспечивает экономичный способ преобразования сигналов RS-232 в RS-422. Дополнительные сведения об этом процессе см. В разделе «Трансляторы протоколов RS-232 / RS-485» ниже.

Таблица 2. Обзор основных характеристик RS-422

Параметр Условия мин. Макс шт.
Выходное напряжение драйвера, обрыв цепи ± 10 В
Выходное напряжение драйвера под нагрузкой R L = 100 Ом 2
-2
В
Выходное сопротивление драйвера A – B 100 Ом
Ток короткого замыкания на выходе драйвера На выход на общий 150 мА
Время нарастания выходного сигнала драйвера R L = 100 Ом 10% разрядности
Синфазное напряжение драйвера R L = 100 Ом ± 3 В
Чувствительность приемника В CM < ± 7 В ± 200 мВ
Диапазон синфазного напряжения приемника-7 7 В
Входное сопротивление приемника 4 кОм
Дифференциальный приемник напряжения в рабочем состоянии ± 10 В
Выдерживает ± 12 В


Рисунок 4.Типичная система RS-422 позволяет использовать до десяти подчиненных трансиверов на дифференциальной линии передачи.

Различия между RS-485 и RS-422 и их использование в приложениях

Приемопередатчики RS-422 и RS-485 часто путают друг с другом; предполагается, что один является полнодуплексной версией другого. Однако электрические различия в их синфазных диапазонах и сопротивлении на входе приемника делают эти стандарты пригодными для различных приложений. Поскольку RS-485 соответствует всем спецификациям RS-422 (, таблица 3, ), драйверы RS-485 могут использоваться в приложениях RS-422.Однако обратное неверно. Диапазон синфазного выхода для драйверов RS-485 составляет от -7 В до +12 В, тогда как диапазон синфазного выхода для драйверов RS-422 составляет всего ± 3 В. Минимальное сопротивление на входе приемника составляет 4 кОм для драйверов RS-422 и 12 кОм для драйверов RS-485.

Таблица 3. Обзор основных технических характеристик RS-485

Параметр Условия мин. Макс шт.
Выходное напряжение драйвера, обрыв цепи 1.5
-1,5
6
-6
В
В
Выходное напряжение драйвера под нагрузкой R L = 100 Ом 1,5
-1,5
5
-5
В
В
Ток короткого замыкания на выходе драйвера На выход на общий ± 250 мА
Время нарастания выходного сигнала драйвера R L = 54 Ом
C L = 50 пФ
30% разрядности
Синфазное напряжение драйвера R L = 54 Ом ± 3 В
Чувствительность приемника-7В <В CM <12В ± 200 мВ
Диапазон синфазного напряжения приемника-7 12 В
Входное сопротивление приемника 12 кОм

Для снижения затрат на проводку и увеличения длины линий трансиверы RS-485 стали популярным стандартом для использования в торговых точках, промышленных и телекоммуникационных приложениях.Более широкий синфазный диапазон RS-485 также позволяет использовать более длинные линии и более высокое входное сопротивление на узел, что позволяет подключать к шине больше узлов (, рис. 5, ).


Рис. 5. По сравнению с RS-422 более высокий входной импеданс и более широкий синфазный диапазон соединения RS-485 позволяют использовать более длинные линии.

Дифференциальная передача RS-485 (, рис. 6, ) создает противоположные токи и магнитные поля вдоль каждого сегмента (провода) кабеля витой пары, тем самым сводя к минимуму излучаемые электромагнитные помехи (EMI) за счет взаимного подавления противоположных полей вокруг каждого провода.При передаче по длинному кабелю или при высоких скоростях передачи данных кабель выглядит как линия передачи и должен иметь оконцовку с характеристическим сопротивлением кабеля. Этот аспект подключения RS-485 вызывает путаницу. Нужно ли завершать линию, и если да, то как она должна быть завершена? Если разработчик не является конечным пользователем, следует ли оставить эти вопросы на усмотрение установщика? Для большинства приемопередатчиков RS-485 в технических данных указывается простой выбор между отсутствием оконечной нагрузки и простой оконечной нагрузкой “точка-точка”, когда кабель действует как линия передачи (, рис. 7, ).Согласующий резистор на клеммах A-B безвреден. По умолчанию линия передачи должна заканчиваться на последнем трансивере на линии (шине).


Рис. 6. Сигналы противоположной полярности на линии RS-485 минимизируют электромагнитные помехи за счет взаимного подавления соответствующих магнитных полей друг друга. Ссылки GND на приведенной выше фотографии осциллографа были смещены (смещены), чтобы четко показать инвертированные полярности выходных сигналов RS-485.


Рисунок 7.Выбор оконечных резисторов для линии передачи зависит от области применения.

Отказоустойчивый

Решение о том, нужен ли вам согласующий резистор или нет, является лишь частью проблемы при реализации системы RS-485. Обычно выход приемника RS-485 равен «1», если A> B на + 200 мВ или более, и «0», если B> A на 200 мВ или более. В полудуплексной сети RS-485 ведущий приемопередатчик переводит шину в три состояния после передачи сообщения ведомым. Тогда при отсутствии сигнала, управляющего шиной, выходное состояние приемника не определено, так как разница между A и B стремится к 0 В.Если выход приемника, RO, равен «0», ведомые устройства интерпретируют его как новый стартовый бит и пытаются прочитать следующий байт. Результатом является ошибка кадрирования, потому что стоповый бит никогда не появляется. Автобус уходит невостребованным, а сеть глохнет.

К сожалению, разные серии микросхем могут создавать разные выходные сигналы на RO для дифференциального входа 0 В. Прототип может работать отлично, однако некоторые узлы выйдут из строя в более позднем производственном цикле. Чтобы решить эту проблему, смещайте шину, как показано на рисунке 7 в разделе Многоточечное / отказоустойчивое завершение.Смещение шины гарантирует, что выход приемника останется «1», когда шина находится в тройном состоянии. В качестве альтернативы вы можете использовать “настоящие отказоустойчивые” приемники, такие как приемники семейств MAX3080 (5 В) и MAX3070 (3 В). Эти устройства обеспечивают выход RO «1» в ответ на дифференциальный вход 0 В за счет изменения порога приемника на -50 мВ.

Трансляторы протоколов RS-232 / RS-485

MAX3162 – уникальное устройство, поскольку оно содержит приемники и передатчики RS-232 и RS-485. Этот широкий спектр устройств связи, содержащихся в одной ИС, позволяет человеку осуществлять двунаправленное преобразование сигналов RS-232 и RS-485.Схема на рис. 8 иллюстрирует MAX3162, сконфигурированный для двунаправленного преобразования сигналов RS-232 и RS-485 в приложении точка-точка.


Рис. 8. MAX3162 выполняет двунаправленное преобразование сигналов RS-232 и RS-485 в двухточечном приложении.

На рисунке 9 показан MAX3162, сконфигурированный как транслятор многоточечных протоколов RS-232 / RS-485. Направление трансляции контролируется сигналом RTS, R1IN.Несимметричный входной сигнал приемника RS-232 преобразуется в дифференциальный выход передатчика RS-485. Аналогичным образом дифференциальный входной сигнал приемника RS-485 преобразуется в несимметричный выход передатчика RS-232. Данные RS-232, полученные на R2IN, передаются как сигнал RS-485 на Z и Y. Сигналы RS-485, полученные на A и B, передаются как сигнал RS-232 на T1OUT.

Линия RTS является обычным средством управления направлением шины в схемах, которые преобразуют RS-232 в RS-485.Эта линия на порту RS-232 определяет, будет ли приемопередатчик RS-485 работать как передатчик или как приемник (Рисунок 9). Обратите внимание, что система не может быть уверена, что байт данных в буфере передачи UART был передан, если система не контролирует вход драйвера RS-485, DI. То есть система должна либо разрешить фиксированную задержку времени, либо активно контролировать вход DI, прежде чем использовать вход DE для изменения направления шины.

Другие методы управления направлением включают использование микроконтроллера и управление входом DE с данными при одновременном разъединении линий A-B (подключение подтягивающего резистора от A к 5 В и подключение подтягивающего резистора от B к земле).Значение этих резисторов зависит от емкости кабеля, но обычно составляет 1 кОм.


Рис. 9. MAX3162 выполняет двунаправленное преобразование сигналов RS-232 и RS-485 в многоточечном приложении.

Устройства с питанием от порта

Многие преобразователи из RS-232 в RS-485 являются «преобразователями с питанием от порта», в которых Питание RS-485 происходит от линии RS-232 RTS (или иногда от комбинации линий RTS и CTS (DTR)). Поскольку мощность, доступная от порта RS-232, ограничена, напряжения запуска RS-485 не достигаются при использовании преобразователя с питанием от порта, например, с сотней оконечных устройств RS-485.Однако низкий порог приемника (200 мВ) допускает значительную погрешность. Этот метод приемлем в системах с короткими линиями и без оконечных резисторов на клеммах A-B.

Горячая замена

Когда печатные платы вставляются в горячую или запитанную объединительную плату, дифференциальные помехи в шине данных могут привести к ошибкам данных. При первоначальной установке печатной платы процессор передачи данных выполняет свою собственную последовательность включения питания. В течение этого периода драйверы логического вывода процессора имеют высокий импеданс и не могут управлять входами DE и% -overbar_pre% RE% -overbar_post% MAX3060E / MAX3080E до определенного логического уровня.Токи утечки до ± 10 мА из состояния высокого импеданса логических драйверов процессора могут привести к смещению стандартных входов разрешения CMOS трансивера на неправильный логический уровень. Кроме того, паразитная емкость печатной платы может вызвать соединение VCC или GND с разрешающими входами. Без возможности горячей замены эти факторы могут неправильно активировать драйвер или приемник трансивера.

Ссылки
  1. Рекомендации по применению RS-422 и RS-485, B&B Electronics (Это отличный источник информации о стандартах RS-232, RS-485 и RS-422 и их практическом воплощении.www.bb-elec.com)
  2. Последовательный порт завершен, Ян Аксельсон (Этот исчерпывающий справочник по последовательным портам включает значительный полезный исходный код, написанный на Visual Basic.)

    Сбор данных »Статьи» RS485

    Те, кто знаком с RS232, знают, что стандарт определяет, как линии RS232 должны управляться электрически: как они называются, какую информацию они несут и даже разъемы и номера контактов для использования.RS422 и RS485, напротив, определяют только электрические характеристики водителя.

    Преимущества RS485 и RS422 | Различия между RS485 и RS422 | Электропроводка | Предотвращение отражения напряжения | Идеальная схема подключения RS485 | Подтяжки: как избежать серийных ошибок | Имена сигналов: требуется внимание | Бесплатное программное обеспечение для мониторинга RS485 / RS422 | Комментарии


    Линии привода RS485 и RS422 в дифференциальном режиме: для каждого сигнала требуется два провода. Если вы хотите Передайте четыре сигнала, тогда потребуется восемь проводов.В на рисунке ниже показан один сигнал RS485 / RS422, передан. Для передачи логической 1 линия B имеет высокий уровень и линия А низкая. Для передачи логического 0 на линии B низкий уровень и линия А высокая. Преимущество такого расположения: что сигналы могут передаваться быстрее и более расстояния, чем это возможно с одним проводом.


    И в RS422, и в RS485 один драйвер может управлять многими приемники. В RS485 каждый драйвер может быть отключен позволяя нескольким устройствам отправлять данные по одному пара проводов.В RS422 это невозможно. Этот Дополнительная функция вызывает дополнительные проблемы для устройств RS485. Остальные отличия невелики, поэтому в дальнейшем я буду ссылаться на них. для устройств как RS485, но примечания относятся и к RS422. Интерфейсные блоки часто называют себя RS422 / RS485. потому что блок RS485, который не использует свои дополнительные возможность совместима с RS422.


    Когда приборы описаны как имеющие интерфейс RS485 это ничего не говорит вам наверняка о том, что сигналы передан. Обычно, хотя только данные передачи (TX) и данные приема (RX) обычного последовательного порта преобразуются к RS485 или RS422.Остальные сигналы последовательного порта не используется. Распространены три варианта: только запись, 4-проводная (полнодуплексная) и 2-проводная (полудуплексная).

    Система только записи: только отправка данных

    При таком расположении компьютер отправляет данные через одна пара проводов RS485 ко многим приборам. Это никогда читает любые данные обратно. Примером этого является удаленный управление камерами видеонаблюдения. Оператор может отправить сообщения для перемещения камеры. Его отзыв – это телевизор изображение, поэтому никаких данных возврата не требуется.Это требует только преобразование сигнала RS232 TX в RS485.

    Полнодуплексная система: отправка и получение данных по 4 проводам

    Full Duplex означает, что данные могут передаваться одновременно как к инструментам, так и от них. Это требует 4 провода – одна пара для передачи и одна пара для Получить. Только компьютер управляет TX линия передачи. Он отправляет сообщение, которое включает адрес. Только адресованный инструмент отвечает управляя линией RX.

    Это означает, что все подключенные инструменты должны использовать тот же программный протокол – иначе будет может возникнуть путаница относительно того, к какому инструменту обращаются.Достаточно простого преобразования RS232 в RS485. для этого расположения и никаких особых требований не предъявляется сделано на программном обеспечении общего назначения, таком как ComDebug.

    Полудуплексная система: отправка и прием данных по 2 проводам

    Half Duplex означает, что данные могут передаваться только в одном направление за раз. В этом расположении оба TX и RX-сигналы используют одну пару проводов. Этот можно сэкономить на затратах на установку.

    Компьютер управляет линиями для отправки своих сообщение запроса, но должен выключить его драйвер, чтобы позвольте прибору ответить.Это сложно немного. Многие преобразователи RS232 в RS485 привлекают Линия RTS последовательного порта для переключения Драйвер RS485 Вкл. И Выкл. Однако Windows никогда не предпринял более половинчатую попытку поддержать такое расположение.

    Многозадачность Windows означает, что она всегда сложно заставить действия происходить точно раз – в этом случае может произойти значительное задержка между отправкой запроса и драйвер выключается. Если инструмент запускается его ответ перед выключением, затем начало ответ будет пропущен.Производители инструментов вынуждены искать собственные решения этой проблема. Это может быть специальное программное обеспечение, специальное оборудование или и то, и другое.

    В последние годы большинство последовательных портов были реализованы как устройства USB-to-Serial. Эти устройства всегда включают микропроцессор, и это может выполнять задачу управления драйвером RS485 очень хорошо. Если вам нужно реализовать 2-проводную Система RS485, вы всегда должны получать USB-to-RS485. конвертер, рекламирующий эту особенность. An В качестве примера мы используем Moxa 1130.Этот блок автоматически отключает драйвер при появлении больше нет данных для отправки. Такой агрегат может работать с программным обеспечением общего назначения, таким как ComDebug или Гипертерминал. Имейте в виду, что это может не сработать со специальным программным обеспечением, поставляемым прибором производители, которые могут предполагать конкретный RS232- преобразователь в RS485 и может вызывать ошибки при используется с любым другим устройством.


    Когда сигнал посылается по кабелю, всегда есть напряжение отражения, которое возвращается вверх по кабелю.Это отражение тем больше, чем больше становятся края сигналов. быстрее и линии становятся длиннее. Его можно свести к минимуму завершив концы строки характеристическое сопротивление системы. Это 120 Ом для RS485.


    В идеале система RS485 состоит из одного линейный кабель (без ответвлений) с резисторами 120 Ом подключены через 2 провода на каждом конце кабель.

    RS485 может работать со скоростью более 10 Мбит / с. вторая и линейная протяженность более 1 км. если ты работают где-то рядом с этими значениями, вы должны устроить вашу проводку близко к идеалу.

    Для многих приложений с низкой скоростью передачи данных (скажем 9600 бод), а строки всего в десятках метров долго, это несущественно. Требования к проводке затем можно ослабить, чтобы кабели могли проложить звезду устройство от компьютера и оконечного резисторы становятся необязательными.


    Во многих многоточечных системах RS485 бывают моменты когда ни одно устройство не управляет линиями RS485. Они могут затем перейти к любому напряжению и может вызвать последовательные ошибки. Чтобы этого избежать, часто необходимо устанавливать резисторы. которые вытягивают одну линию высоко, а другую – низко, помещая линия в пассивное состояние.Преобразователи RS485 обычно включают такие резисторы, которые можно подключать если нужно.


    Вы обнаружите, что ваши имена сигналов RS485 для линии пара – это либо A, B, либо +, -. В идеальном мире вы бы просто подключите A на компьютере к A на приборе. Однако эти имена не всегда применяются производителей, и вам может потребоваться подключить A к компьютер к B на приборе.


    Дальнейшее чтение RS485 и RS422

    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 Point-to-Point Point-to-Point Multi-point
    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 один канал используется для приема и передачи данных, 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)
    • Гнездо – «мама» (розетка, розетка).

    Распиновка разъема DB9 для RS-232

    Кабельный сращиватель 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 Обнаружение несущей
    2 3 RXD Получение данных RXD 3 2 TXD Передача данных
    4 20 DTR Готовность терминала данных
    5 7 GND Заземление системы
    6 6 DSR Набор данных готов
    7 4 RTS Запрос на отправку
    8 5 CTS Очистить для отправки
    9 22 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 в 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)

    Стоповый 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 менее -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, проще всего 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].

    Ethernet 10 Base-T RS232, RS485, RS422 Сервер последовательного порта

    Ethernet 10 Base-T RS232, RS485, RS422 Сервер последовательного порта


    Щелкните изображение выше, чтобы увеличить фотографию (показана полная конфигурация).
    C подключение к плате ESPSX3 (конфигурация / настройка / главная страницу) через Интернет.Мы проверили эту связь с Microsoft Internet Explorer V5.50, Netscape V4.51, V4.79, V6.2.1 и Opera 6.0.

    Инструкции по установке ActiveX Контроль:

    Управляйте платой ESPSX3 (серийный порты) через World Wide Web, используя наш ActiveX Управление из браузера Microsoft Internet Explorer V5.0 + . Может потребоваться внести изменения в параметры безопасности в Интернете (Примечание. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Вы можете захотеть частично или полностью восстановить исходную безопасность. настройки, после установки / использования нашего ActiveX Control из вашего браузера).Чтобы изменить параметры Интернета, разрешить загрузку и работу наших Управление ActiveX: перейдите в Инструменты -> Свойства обозревателя -> Вкладка Безопасность. -> Пользовательский уровень … -> установите для параметра Загрузить неподписанные элементы управления ActiveX значение Подсказка -> установите для параметра Запуск элементов управления ActiveX и подключаемых модулей значение Включено (или Подсказка). Примечание: нажмите здесь для Microsoft Internet Explorer – Свойства обозревателя – снимки экрана.

    Теперь вы готовы загрузить и установить наш пример управления ActiveX (81k).Если на вашем компьютере установлен Visual Basic, элемент управления должен установить ОК. Если VB НЕ установлен на вашем компьютере, дополнительные элементы будут установлен с веб-сайта Microsoft (может потребоваться перезагрузка вашего компьютер, если VB НЕ установлен). Мы работаем над методом контроля плата ESPSX3 от Netscape. Также у нас будет Эмулятор интернет-терминала (ActiveX control) в ближайшем будущем, что позволит удаленно управлять нашим AT1616L Плата ввода-вывода с использованием сервера последовательного порта ESPSX3.

    Снимок экрана нашего ActiveX Control
    Нажмите здесь , чтобы загрузить / установить этот пример управления (81k).


    R. E. Smith ESPSX3 Ethernet к RS232 (3-проводной) / RS485 (изолированный) / RS422 (изолированный) Сервер последовательного порта (3 порта):

    Наш Ethernet-сервер на 3 порта с последовательным портом теперь доступно . В этом блоке есть 3 порта RS232 с буферизацией (3-проводные).Один из этих портов может использоваться как RS232 или 3.0KV Opto / Xformer Изолированный RS485 / RS422. Зарегистрируйтесь в ближайшее время или позвоните нам самая свежая информация. Загрузите схемы, программное обеспечение, фото и руководство ниже. Позвоните нам по поводу автономного / прозрачного режима работы для ESPSX3 (“серийный удлинитель / переключатель скоростей »- way cool ). Единица полной конфигурации ESPSX3 стоит 299 долларов США за штуку. (кол-во 1-9). Версия только для RS232 стоит 259 долларов США за штуку. (кол-во 1-9). Дополнительная информация / информация для заказа ниже. Также, у нас есть преобразователь Ethernet в оптоволокно (1 миля). См. Преобразователь Ethernet 10 Base-T в оптоволокно (разъемы ST). ниже. Скоро в продаже: Ethernet для платы ввода / вывода с 24 оптоизолированными входами, 24 релейных выхода Form-C (автономная работа, 24 канала в каждом направлении через www или компьютерное управление через локальную сеть Ethernet или www.).

    Файлы загрузки: (Примечание: см. Скачать страницу с последним программным обеспечением и другой информацией.)

    ESPSX3manual-03-30-02.pdf (663k, ESPSX3, Сервер последовательного порта Ethernet, Новейшая бета-версия руководства с – BOOTP)

    ESPSX3manual-03-23-02.pdf (586k, ESPSX3, Сервер последовательного порта Ethernet, Ручная бета-версия с – BOOTP)

    ESPSX3-original-manual.pdf (649k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, Первоначальная предварительная информация / руководство)


    ESPSX3cpu.pdf (83k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, схема ЦП )

    ESPSX3485.pdf (73k, ESPSX3, Изолированный сервер последовательного порта Ethernet RS485 / RS422, Схема )

    ESPSX3ss.pdf (179k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, физический чертеж )

    RABBITcpu.pdf (65k, ESPSX3, Модуль кролика сервера последовательного порта Ethernet Распиновка, схема )

    ESPSX3pcb.jpg (85k, Фотография ESPSX3, большое изображение, последовательный порт Ethernet Сервер, печатная плата )

    ESPSX3homepage.gif (105k, ESPSX3, Ethernet Конфигурация TCP / IP «Домашняя страница» для конфигурации веб-порта или последовательного порта )


    ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, программное обеспечение утилиты настройки Windows, с функцией поиска, конфигурацией / протоколом последовательного порта, терминалом TCP / IP и Тестовый экран , (установка не требуется.Работает со всеми версиями Windows 95, 98, ME, 2000, NT, XP.) СОВМЕСТИМА С С LINUX ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКОРО ДОСТУПНО.

    ESPSX3configv2p1-06-30-02.exe (Версия 2.1, 738k, 6-30-2002 последняя версия для всех версий программного обеспечения ESPSX3)


    ESPSX3configuration.gif (50k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, Windows Образ утилиты конфигурации – Поиск – Главная страница )

    ESPSX3spconfig.gif (13k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, Windows Образ служебной программы настройки – последовательные порты )

    ESPSX3terminal.gif (46k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, Windows Образ служебной программы настройки – эмулятор терминала TCP / IP )

    ESPSX3tester.gif (50k, ESPSX3, сервер последовательного порта Ethernet, конфигурация Windows Образ служебной программы – Тестер последовательного порта TCP / IP )



    ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА и ХАРАКТЕРИСТИКИ:
    RS232: 3-проводной интерфейс к разъему DB9M (TX, RX, общий, штыри 4-6 и 7-8 обратной петли).
    RS485: Съемный винтовой зажим (TX / RX +, TX / RX-, общий).Совместно с RS422 (изоляция 3,0 кВ)
    RS422 Съемный винтовой зажим (TX +, TX-, RX +, RX-, общий). Совместно с RS485 (изоляция 3,0 кВ)
    Мощность: Центральный положительный соединитель “Ствол” 2,1 мм (9-35VDC), импульсный регулятор.
    Светодиоды (Ethernet) Power (YEL), Link (GRN), Active (КРАСНЫЙ), и Беги (GRN). Т1-3 / 4
    Светодиоды (RS232 / 485/422) TxData (4-RED), RxData (4-GRN), изолированный Мощность (1-YEL) 2 мм
    RS485 / 422 Смещение: 620 Ом с повышением и понижением (перемычка по выбору).
    Прекращение: 120 Ом (выбирается перемычкой, разделенная 240/240).
    Особый: Auto TX Enable, перемычка выбор для быстро реагирующих устройств RS485 / 422.
    Защита: До 400 Вт (тип.) На SN75LBC184P Технические характеристики.

    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
    Расстояние: RS485 до 1250 метров (4000 футов)
    Эксплуатация: 2-проводный полудуплексный RS485 для передачи данных или 4-проводный полнодуплексный RS422 Данные.
    Формат: Асинхронные данные 8-N-1, 8-N-2, 7-N-1, 7-N-2, 7-E-1, 7-O-1
    Скорость: От 300 до 115,2 Кбит / с (драйвер с ограниченной скоростью нарастания).
    Температура: 0-65C (32-150F) окружающего воздуха.
    Влажность: 10-90% без конденсации.
    Напряжение: 9-35 В постоянного тока.
    Мощность: Менее 2.0 Вт (номинал) + внешняя нагрузка.
    Размер: 6,50 “X 3,85” X 1,1 “(печатная плата), с разъемами: 6,50” X 4,75 дюйма.
    Монтаж: с 4 отверстиями, 6,00 “X 3,50” (встроенные стойки для оборудования №6).

    ОПЦИИ И ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА:
    (Модель ESPSX3)
    ESPSX3 (полная конфигурация) $ 299.00 шт. (Только печатная плата)
    ESPSX3 (только RS232) 259 долларов.00 шт. (Только печатная плата)
    Корпус: $ 25.00 шт. (Металлический ящик) скоро в продаже.
    Предложение: $ 7.50 шт. (Настенный источник питания 9 В постоянного тока при 300 мА)

    ПРИМЕР БЛОКА СО ВСЕМИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:

    * ESPSX3-FC-BPS (полная конфигурация) со всеми опциями (корпус и блок питания) по цене 331,50 $ за шт. (Кол-во 1-9)
    * ESPSX3-R3-BPS (только RS232) со всеми опциями (корпус и блок питания) @ 291 $.50 шт. (Кол-во 1-9)

    Преобразователь Ethernet 10 Base-T в оптоволокно (разъемы ST):

    Медиаконвертер KC-10TFT Ethernet предназначен для преобразования 10 Base-T в Волоконная оптика с использованием разъемов ST (многомодовый 62,5u) на расстоянии до 2 км (1 миля +). Звоните для получения дополнительной информации.

    Загрузить:

    KC10TFT.pdf (39k, Лист дат для KC-10TFT Fiber to Ethernet 10 Base-T Преобразователь )

    KC10TFTmanual.pdf (110k, Руководство для KC-10TFT Fiber to Ethernet 10 Base-T Преобразователь )

    KC10TFT.jpg (10k, Фотография преобразователя волокна KC-10TFT в Ethernet 10 Base-T, Печатная плата


    Позвоните нам по телефону: 513-874-4796

    Связаться Информация:
    R.E. Smith, 10330 Chester Road, Цинциннати, Огайо 45215
    513-874-4796 Телефон, 513-874-1236 Факс, rs485.com

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *