Multimediaexpo.cz je již 18 let na českém internetu !!
RS-485
Z Multimediaexpo.cz
(+ Nový článek) |
(+ Vylepšení) |
||
| (Není zobrazena jedna mezilehlá verze.) | |||
| Řádka 1: | Řádka 1: | ||
| - | '''EIA-485''' – původně '''RS-485''' nebo '''RS485''' – je standard [[Sériová komunikace|sériové komunikace]] definovaný v roce | + | '''EIA-485''' – původně '''RS-485''' nebo '''RS485''' – je standard [[Sériová komunikace|sériové komunikace]] definovaný v roce [[1983]] sdružením Electronic Industries Alliance (EIA). Používá se především v průmyslovém prostředí. Standard RS485 je navržen tak, aby umožňoval vytvoření dvou[[Vodič (elektrotechnický výrobek)|vodič]]ového [[Duplexní spojení#Half-duplex (poloviční duplex)|poloduplexního]] vícebodového sériového spoje. Má stejný základ jako standard [[RS-232]], od kterého se liší především jinou definicí napěťových úrovní, nepřítomností modemových signálů, možností vytváření sítí (též [[sběrnice]]) sestávající z až 32 zařízení a možností komunikace na vzdálenost až 1 200 metrů (proti 20 m u RS232). Výhodou rovněž je, že linku RS485 je možné vytvořit z široce rozšířeného standardu RS232 pomocí jednoduchých převodníků úrovně. |
== Technické parametry == | == Technické parametry == | ||
| - | RS485 (stejně tak RS422) se vyznačuje dvouvodičovým propojením jednotek. Tyto vodiče se označují písmeny A a B, někdy se používá označení „-“ a „+“. V klidovém stavu by na vodiči A (neboli „-“) mělo být menší napětí než na vodiči B (neboli „+“). Maximální délka sběrnice je až | + | RS485 (stejně tak RS422) se vyznačuje dvouvodičovým propojením jednotek. Tyto vodiče se označují písmeny A a B, někdy se používá označení „-“ a „+“. V klidovém stavu by na vodiči A (neboli „-“) mělo být menší napětí než na vodiči B (neboli „+“). Maximální délka sběrnice je až 1 200 m, maximální počet uzlů (tj. zařízení vysílajících a přijímajících po lince data) je 32. Při použití opakovačů může být počet uzlů vyšší. Maximální přenosová rychlost je nepřímo úměrná délce vedení. Přenosová rychlost u krátkých spojů (do 10 m) může být až 10 Mb/s. Při komunikaci na vyšší vzdálenosti musí být vedení na obou stranách zakončeno zakončovacími odpory, neboli terminátory. Smyslem "terminátorů" je zabránit odrazům signálu od konců vedení, rovněž pomáhají zvýšit odolnost linky proti rušivým signálům. Terminátor by měl mít v ideálním případě hodnotu 110 Ω (tzv. [[obrazová impedance]]), výsledná impedance linky je pak 55 Ω (110 Ω || 110 Ω). |
== Používané logické úrovně == | == Používané logické úrovně == | ||
| Řádka 11: | Řádka 11: | ||
== Přenos dat == | == Přenos dat == | ||
[[Soubor:RS-485 waveform.png|thumb|280px|Ukázka přenosu znaku 211 (hexadecimálně <tt>D3</tt>, dvojkově <tt>11010011</tt>). Nejprve je vysílán start bit, pak 8 bitů počínaje [[LSB]], bez parity, nakonec stop bit]] | [[Soubor:RS-485 waveform.png|thumb|280px|Ukázka přenosu znaku 211 (hexadecimálně <tt>D3</tt>, dvojkově <tt>11010011</tt>). Nejprve je vysílán start bit, pak 8 bitů počínaje [[LSB]], bez parity, nakonec stop bit]] | ||
| - | + | Přenos dat se uskutečňuje pomocí 7 nebo 8 bitových rámců se startbitem, 1 nebo více stopbity a případně i paritním bitem. Startbit je reprezentován logickou nulou, stopbit a neaktivní stav logickou jedničkou. Na úrovni logických signálů je tedy způsob přenosu znaku stejný jako u linky [[RS-232]]. | |
| - | Přenos dat se uskutečňuje pomocí 7 nebo 8 bitových rámců se startbitem, 1 nebo více stopbity a případně i paritním bitem. Startbit je reprezentován logickou nulou, stopbit a neaktivní stav logickou jedničkou. Na úrovni logických signálů je tedy způsob přenosu znaku stejný jako u linky [[ | + | |
{{Internetové protokoly}} | {{Internetové protokoly}} | ||
=== Dvouvodičová verze RS-485 === | === Dvouvodičová verze RS-485 === | ||
| Řádka 18: | Řádka 17: | ||
Pojmem RS485 je nejčastěji myšlena právě "dvouvodičová" verze RS485. Přenos je polo-[[Duplexní spojení|duplexní]] a proto se vyžaduje řízení přenosu dat (směru komunikace). Pomocí dvouvodičové linky RS485 je možné vytvořit komunikační sběrnici, na kterou může být připojeno bez opakovače až 32 zařízení. Aby v jednom okamžiku vysílalo nanejvýš jedno zařízení, musí zajistit komunikační protokol, který však není součástí standardu RS485. | Pojmem RS485 je nejčastěji myšlena právě "dvouvodičová" verze RS485. Přenos je polo-[[Duplexní spojení|duplexní]] a proto se vyžaduje řízení přenosu dat (směru komunikace). Pomocí dvouvodičové linky RS485 je možné vytvořit komunikační sběrnici, na kterou může být připojeno bez opakovače až 32 zařízení. Aby v jednom okamžiku vysílalo nanejvýš jedno zařízení, musí zajistit komunikační protokol, který však není součástí standardu RS485. | ||
| - | Nejjednodušší variantou je konfigurace s jedním trvale připnutým vysílačem a až 31 přijímači. V obvyklé topologii se zařízení ve vysílání střídají. | + | Nejjednodušší variantou je konfigurace s jedním trvale připnutým vysílačem a až 31 přijímači. V obvyklé topologii se zařízení ve vysílání střídají. |
=== Čtyřvodičová verze RS-485 === | === Čtyřvodičová verze RS-485 === | ||
| - | V některých aplikacích se používá čtyřvodičová verze RS-485, která poskytuje plně-[[Poloduplexní spojení|duplexní]] (obousměrnou) komunikaci a odpadá tak nutnost řízení směru přenosu dat. V podstatě jde o dvě dvouvodičové linky. Výhodou je logická kompatibilita se základními signály linky [[ | + | V některých aplikacích se používá čtyřvodičová verze RS-485, která poskytuje plně-[[Poloduplexní spojení|duplexní]] (obousměrnou) komunikaci a odpadá tak nutnost řízení směru přenosu dat. V podstatě jde o dvě dvouvodičové linky. Výhodou je logická kompatibilita se základními signály linky [[RS-232]]. Nevýhodou je, že uskutečňované spojení je typu 1:1 (stejně jako u RS-232). V praxi se u čtyřvodičové linky používá i spojení 1:N, což předpokládá že slave zařízení mají schopnost odpojovat svůj vysílací kanál. Na takové lince je většinou jedno zařízení typu master, které posílá po vysílací lince příkazy a N zařízení typu slave, které přijímají příkazy a vysílají odpovědi. Výhodou je, že master nepotřebuje přepínat směr linky a také u zařízení typu slave jsou časové požadavky na přepínání linky a na vyhodnocování příchozích zpráv mírnější. Současně nehrozí, že by slave zařízení např. v důsledku chyby software mohlo zablokovat "příkazový kanál" celé sběrnice. |
== Praxe vs. standard == | == Praxe vs. standard == | ||
| - | Určitou "dírou" ve standardu RS-485 je, že na rozdíl od | + | Určitou "dírou" ve standardu RS-485 je, že na rozdíl od RS-232 nebyly definovány standardní konektory (a tedy ani standardní zapojení konektorů). Vzhledem k aplikaci v průmyslu, kde se mohou používat v závislosti na prostředí různé systémy konektorů by to bylo pravděpodobně nepraktické. Absence standardizace konektorů pravděpodobně přispěla k tomu, že někteří výrobci chybně přehazují signály A a B. |
Dalším problémem je, že označení RS-485 a RS-422 bývají kvůli své podobnosti nesprávně používána. | Dalším problémem je, že označení RS-485 a RS-422 bývají kvůli své podobnosti nesprávně používána. | ||
Aktuální verze z 2. 7. 2015, 23:55
EIA-485 – původně RS-485 nebo RS485 – je standard sériové komunikace definovaný v roce 1983 sdružením Electronic Industries Alliance (EIA). Používá se především v průmyslovém prostředí. Standard RS485 je navržen tak, aby umožňoval vytvoření dvouvodičového poloduplexního vícebodového sériového spoje. Má stejný základ jako standard RS-232, od kterého se liší především jinou definicí napěťových úrovní, nepřítomností modemových signálů, možností vytváření sítí (též sběrnice) sestávající z až 32 zařízení a možností komunikace na vzdálenost až 1 200 metrů (proti 20 m u RS232). Výhodou rovněž je, že linku RS485 je možné vytvořit z široce rozšířeného standardu RS232 pomocí jednoduchých převodníků úrovně.
Obsah |
Technické parametry
RS485 (stejně tak RS422) se vyznačuje dvouvodičovým propojením jednotek. Tyto vodiče se označují písmeny A a B, někdy se používá označení „-“ a „+“. V klidovém stavu by na vodiči A (neboli „-“) mělo být menší napětí než na vodiči B (neboli „+“). Maximální délka sběrnice je až 1 200 m, maximální počet uzlů (tj. zařízení vysílajících a přijímajících po lince data) je 32. Při použití opakovačů může být počet uzlů vyšší. Maximální přenosová rychlost je nepřímo úměrná délce vedení. Přenosová rychlost u krátkých spojů (do 10 m) může být až 10 Mb/s. Při komunikaci na vyšší vzdálenosti musí být vedení na obou stranách zakončeno zakončovacími odpory, neboli terminátory. Smyslem "terminátorů" je zabránit odrazům signálu od konců vedení, rovněž pomáhají zvýšit odolnost linky proti rušivým signálům. Terminátor by měl mít v ideálním případě hodnotu 110 Ω (tzv. obrazová impedance), výsledná impedance linky je pak 55 Ω (110 Ω || 110 Ω).
Používané logické úrovně
Logické úrovně (nebo stavy) jsou reprezentovány rozdílným napětím mezi oběma vodiči. Je to rozdíl oproti RS-232, kde se úrovně stavů vztahují k referenční zemi (značené GND nebo G). Detekce logického stavu založená na rozdílovém napětí mezi oběma vodiči je výhodná zejména kvůli eliminaci indukovaného rušivého signálu, který se většinou přičítá k oběma vodičům stejně. Přijímač rozlišuje logický stav „1“ (také označovaný jako „Mark“) při rozdílu napětí A - B < -200 mV. Logický stav "0" označovaný jako „Space“ při rozdílu napětí A - B > +200 mV. Vysílač by měl na výstupu při logické 1 (klidový stav linky) generovat na vodiči A napětí -2 V, na vodiči B +2 V, při logické 0 by měl na vodiči A generovat +2 V, na vodiči B -2V.
I když se pracuje s rozdílovým napětím, při spojení na delší vzdálenosti se musí kromě signálových vodičů (RxTx+ a RxTx-) propojit i země (GND, G) komunikujících zařízení (viz např. specifikace Modbusu). Příčinou je, že ve vzdálených místech mohou existovat značné rozdíly v potenciálu "země". Proto je často "dvouvodičová" RS-485 ve skutečnosti spíše třívodičová a "čtyřvodičová" RS-422 spíše pětivodičová.
Přenos dat
Přenos dat se uskutečňuje pomocí 7 nebo 8 bitových rámců se startbitem, 1 nebo více stopbity a případně i paritním bitem. Startbit je reprezentován logickou nulou, stopbit a neaktivní stav logickou jedničkou. Na úrovni logických signálů je tedy způsob přenosu znaku stejný jako u linky RS-232.
| Internetové protokoly |
| Aplikační vrstva |
|---|
| Transportní vrstva |
| Síťová vrstva |
| Linková vrstva |
| Fyzická vrstva |
Dvouvodičová verze RS-485
Pojmem RS485 je nejčastěji myšlena právě "dvouvodičová" verze RS485. Přenos je polo-duplexní a proto se vyžaduje řízení přenosu dat (směru komunikace). Pomocí dvouvodičové linky RS485 je možné vytvořit komunikační sběrnici, na kterou může být připojeno bez opakovače až 32 zařízení. Aby v jednom okamžiku vysílalo nanejvýš jedno zařízení, musí zajistit komunikační protokol, který však není součástí standardu RS485.
Nejjednodušší variantou je konfigurace s jedním trvale připnutým vysílačem a až 31 přijímači. V obvyklé topologii se zařízení ve vysílání střídají.
Čtyřvodičová verze RS-485
V některých aplikacích se používá čtyřvodičová verze RS-485, která poskytuje plně-duplexní (obousměrnou) komunikaci a odpadá tak nutnost řízení směru přenosu dat. V podstatě jde o dvě dvouvodičové linky. Výhodou je logická kompatibilita se základními signály linky RS-232. Nevýhodou je, že uskutečňované spojení je typu 1:1 (stejně jako u RS-232). V praxi se u čtyřvodičové linky používá i spojení 1:N, což předpokládá že slave zařízení mají schopnost odpojovat svůj vysílací kanál. Na takové lince je většinou jedno zařízení typu master, které posílá po vysílací lince příkazy a N zařízení typu slave, které přijímají příkazy a vysílají odpovědi. Výhodou je, že master nepotřebuje přepínat směr linky a také u zařízení typu slave jsou časové požadavky na přepínání linky a na vyhodnocování příchozích zpráv mírnější. Současně nehrozí, že by slave zařízení např. v důsledku chyby software mohlo zablokovat "příkazový kanál" celé sběrnice.
Praxe vs. standard
Určitou "dírou" ve standardu RS-485 je, že na rozdíl od RS-232 nebyly definovány standardní konektory (a tedy ani standardní zapojení konektorů). Vzhledem k aplikaci v průmyslu, kde se mohou používat v závislosti na prostředí různé systémy konektorů by to bylo pravděpodobně nepraktické. Absence standardizace konektorů pravděpodobně přispěla k tomu, že někteří výrobci chybně přehazují signály A a B.
Dalším problémem je, že označení RS-485 a RS-422 bývají kvůli své podobnosti nesprávně používána.
Problémy se značením signálů
V praxi se u mnoha zařízení setkáme s přehozením značení datových vodičů A a B, které jsou pak opačně než je definuje norma. Je to pravděpodobně dané nesprávným označováním těchto signálů na obvodech budičů sběrnice RS485, které používají významní výrobci jako Texas Instruments, MAXIM nebo Intersil.
Některá zařízení proto raději místo značení A/B používají jednoznačnější (avšak nenormalizované) značení obsahující "-" pro vodič se zápornou klidovou úrovní a "+" pro vodič s kladnou klidovou úrovní, např. RxTx-/RxTx+, atp.
RS-485 a RS-422
Velká podobnost RS-485 a RS-422 vede k tomu, že jsou tyto termíny používány jako synonyma, v lepším případě se na RS-422 pohlíží jako na podmnožinu RS-485. Kompatibilita těchto standardů však není stoprocentní. Komponenty vyhovující RS-485 mohou být většinou bez problémů používány v sítích založených na RS422, naopak to však neplatí.
- komponenty RS-422 nemají signál pro odpojení výstupu. V sítích RS422 může být tedy použit pouze jediný vysílač, komponenty RS422 nejsou odolné vůči konfliktu na sběrnici.
- komponenty RS-422 počítají s jednosměrnou linkou, proto mají slabší budiče, které "neutáhnou" síť se dvěma terminátory.
- komponenty RS-422 mají nižší odolnost proti indukovanému napětí, nebo offsetům projevujícím se u sítí s více vysílači
V sítích RS-485 lze používat komponenty RS-422 pouze jako přijímače, avšak je třeba vzít v úvahu že je při vstupním odporu 4 kΩ je musíme 1 jednotku RS-422 počítat za 3 jednotky RS-485.
Prakticky se většinou používají součástky RS-485 kompatibilní s oběma standardy. Čtyřvodičové linky implementující obousměrnou komunikaci bez vypínání výstupního kanálu bývají označovány jako RS-422, i když mohou vyhovovat současně standardu RS-485. Označení RS-422 se pak nesprávně používá také u čtyřvodičových sběrnic RS485, používajících v jednom páru vodičů odpojování výstupního kanálu.
Související články
Externí odkazy
| Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010 |
|---|
| Informace o článku.
Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. |