Rs485 интерфейс распиновка rj45

Что такое RS-485 и зачем используется интерфейс

Передача информации между устройствами осуществляется с помощью специального протокола или интерфейса. Иногда требуется передавать данные на расстояние до нескольких километров. Одним из самых популярных интерфейсов для передачи информации, является RS-485.

Что такое RS-485?

Стандарт RS-485 подразумевает отправку данных одного или нескольких устройств на главный терминал. Хороши примером работы такой системы будет получение информации от микропроцессорных терминалов. Они подключены между собой и к главному диспетчеру.

Все данные передаются в режиме реального времени. В случае поломки или срабатывания защиты, на главный компьютер поступает соответствующие сообщение. Тогда, оператор может увидеть на каком именно терминале произошла неполадка и быстро ее устранить.

Кроме того, на главном компьютере отображаются характеристики всех терминалов. К ним относится температура, производительность. Также можно увидеть, какие именно девайсы включены или отключены.

Этот интерфейс связи необходим для обработки команд. Так, оператор совершает определенные действия, которые стандарт преобразовывает в машинный язык. После этого все команды передаются на указанный терминал и происходит обратное преобразование.

Интерфейс RS-485 допускает до 32 приемопередатчиков на один сегмент сети. Длина может достигать 1200 метров. Максимальное количество узлов составляет 256. Для лучшей передачи данных нужно использовать витую пару.

Принцип связи между устройствами

Компоненты сети соединяются двумя проводами, используя балансный (дифференциальный) метод подключения. При таком способе сигнал передается по двум проводам. Если один из проводников обозначить буквой «A», а второй «B», то информация будет передаваться по A в исходном виде, а по B —в инвертированном. Если на проводе A максимальное значение, то на B — минимальное.

Поэтому всегда существует разность значений напряжения между проводами A и B. Итоговая информация считывается в точке приема по этому показателю.

Благодаря дифференциальному способу передачи, достигается высокая помехоустойчивость к электромагнитным помехам. Так как витая пора состоит из двух проводников сигнала, расположенных близко к друг другу, то любая наводка действует практически одинаково на них. Если произошло изменение амплитуды на проводе A, то настолько же изменился инвертированный сигнал на B.

Но значение имеет не величина напряжения относительно земли на одном из проводов, а разность потенциалов между ними, которая не изменится, и полезная информация не исказится.

Напряжение относительно земли может быть от -7 В до +12 В. Значения от 200 мВ до 12В приемники на линии воспринимают как логическую 1, от -7 В до -200 мВ — как логический 0. Балансное напряжение на выходе должно быть не менее 1,5 В. Приемник реагирует на величины от 200 мВ.

В рассматриваемом стандарте большая разность потенциалов позволяет передавать управляющие сигналы на длинные расстояния. В RS-482 максимальная длина линии достигает 1200 метров при скорости обмена данными около 100 кбит/с.

Описание интерфейса

Стандарт имеет несколько основных характеристик. Обмен данными происходит в полудуплексном режиме. При этом используется одна двухпроводная линия связи. Интерфейс применяется в промышленности во время создания автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Количество подключаемых устройств

Значение данной характеристики вычисляется из расчета количества оборудования на одну линию связи. Здесь число может варьироваться в зависимости от сопротивления приемника. В одной линии связи может присутствовать до 32 устройств. Приемник может иметь входное сопротивление 1/2, 1/4, 1/8. От этого числа зависит и конечное количество устройств. Так, его можно увеличить в 2, 4 или 8 раз.

Расстояние и скорость

Максимальное расстояние подключаемых устройств зависит от скорости передачи информации. Это необходимо учитывать перед подключением. Так, при скорости 10 Мб/с расстояние будет составлять 120 метров. При скорости 100 Мб/с можно размещать оборудование на расстоянии до 1200 метров.

Протоколы передачи и разъемы

Для передачи информации используются стандартные фреймы:

  • стартовый бит;
  • стоповый бит;
  • биты данных.

Принцип действия протоколов обмена системы состоит в «ведущий-ведомый». Главное устройство инициирует и контролирует передачу данных между остальными.

Стандартом не предусмотрено обозначение типа соединителей. Это же относится и к распайке. Так, можно встретить различные соединители, например, DB9 или клеммные.

Порядок обмена данными по RS-485

Несколько устройств подключаются между собой с помощью цепочки кабелей. Для обмена информации необходим специальный протокол. Чаще всего используется Modbas.

Например, есть несколько устройств, которые собирают информацию. Раз в месяц они должны передать все данные в центральный компьютер. Для этого главное устройство оформляет запрос. Каждый терминал имеет свой порядковый номер. Эти цифры будут идти первыми в запросе. Если команда не совпадает с номером терминала, то он будет его игнорировать.

Следующие цифры в запросе отвечают за действие, которое должно произвести устройство. Например, передача информации. Таким образом, команда дойдет до нужного терминала и будет выполнена нужная операция.

В некоторых случаях запрос не доходит до устройства. Происходит сбой на линии или помехи. Для исключения помех используется контрольная сумма. Это некий набор цифр, который присутствует в запросе. Также, он есть и на самом оборудовании. Таким образом можно проверить, достигла ли команда конечной цели.

Требования к кабельным соединениям

При подключении интерфейса RS-485 нужно соблюдать некоторые требования. Требуется две пары кабелей «витая пара». Однако, для обмена информации достаточно и одной. Вторая пара используется в качестве резерва.

Чтобы уменьшить помехи, необходимо экранировать кабели. Экраны следует соединить по всей длине линии. Заземлять провод нужно только в одном месте. В противном случае возникнут наводки, из-за разницы потенциала в двух точках. Они пройдут по всей длине экрана.

С самим подключением кабелей проблем возникнуть не должно. Однако, программная часть соединения устройств гораздо сложнее. Здесь лучше доверить работу профессионалам.

Распиновка RS-485

Наиболее часто для соединения устройств в стандарте RS-485 используется разъем DB-9, мама (F) или папа (M).

Схема контактов выглядит так:

Разъем DB-25 также используется в соединениях RS-485:

Соответствие между DB-9 и DB-25:

Маркировка обозначает следующее:

  • GND — земля;
  • DCD — обнаружение устройства готового к передаче;
  • DSR — вход, который информирует, что все предварительные настройки выполнены, приемопередатчик готов к работе;
  • DTR — выход, посылающий сигнал DSR;
  • CTS — вход, который сообщает передатчику, что приемник готов к получать данные по TXD;
  • RTS — выход трансмиттера, отправляющего CTS ресиверу;
  • RD или RXD — асинхронный вход, принимающий информацию;
  • TD или TXD — асинхронный выход, отправляющий данные;
  • RI — вход, сообщающий ресиверу о запросе от передатчика.

Для стандарта используются 3 контакта в разъеме:

Схемы подключений

Интерфейс RS-485 может работать в режиме полного дуплекса или полудуплекса. В первом случае устройство может одновременно передавать и получать данные. Полудуплекс подразумевает только одно из действий.

Режим полного дуплекса предполагает наличие 4 контактов. Он имеет следующую схему подключения:

Схема подключения полудуплексного RS 485 с 2 контактами:

Правильная разводка сетей

На первом рисунке находится один трансмиттер и один ресивер. Установлены терминаторы.

На следующем рисунке обозначены 1 передатчик и несколько приемников. Ответвления к ресиверам короткие.

Сложная схема с несколькими приемопередатчиками. Также нужно подключать их к сети короткими проводами.

Неправильные подключения

На рисунке изображена сеть без согласующего резистора. Такое подключение искажает сигнал.

На следующем изображении есть терминаторы, но один расположен неверно, не в конце сети.

Далее показана цепь с длинными ответвлениями, что тоже расстраивает всю систему.

RS-232 и RS-485

Интерфейс RS-232 состоит из передатчика и приемника сигнала. Данный стандарт применяются в небольших сетях. Его главным недостатком является плохая помехоустойчивость. Все дело в том, что данные формируются относительно земли. Это приводит к частым сбоям и потере информации.

Часто RS-232 используется для временного подключения. С его помощью можно настроить начальную конфигурацию или исправить возникшие ошибки.

Данный интерфейс имеет полудуплексный режим связи. Вход приемника соединяется с выходом передатчика. Прием и передача может осуществляться в одно и то же время.

В целом, если обобщить, отличаются 2 интерфейса по следующим параметрам:

  1. Дистанция. У RS-232 она составляет 15 м, а у конкурента — 1200 м.
  2. Количество подключаемых устройств. 1 против 256 у RS-485.
  3. RS-232 подвержен сильным искажениям при электромагнитных помехах, так как не использует дифференциальную передачу сигнала.
  4. RS-485 распространен в промышленности.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

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 контакта Назначение Обозначение
1 Активная несущая DCD
2 Прием компьютером RXD
3 Передача компьютером TXD
4 Готовность к обмену со стороны приемника DTR
5 Земля GND
6 Готовность к обмену со стороны источника DSR
7 Запрос на передачу RTS
8 Готовность к передаче CTS
9 Сигнал вызова RI

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 Pin Сигнал Направл. Описание
1 DCD Transmit Data
4 DTR > Data Terminal Ready
5 0V/COM 0V or System Ground
6 DSR Request to Send
8 CTS 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
1 n/c
2 TXD Выход Transmit Data
3 RXD Вход Receive Data
4 RTS Выход Request to Send
5 CTS Вход Clear to Send
6 DSR Вход Data Set Ready
7 GND System Ground
8 DCD Вход Data Carrier Detect
9 n/c BUTTON_POR (Power-on reset) for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
10 n/c BUTTON_XIR_L (Transmit internal reset) for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
11 n/c +5 Vdc for Sun Ultra 80 / Sun Blade 1000 / Sun Blade 2000 / Sun Fire 280R / Enterprise 420R
12 n/c
13 n/c
14 n/c
15 TRxC Вход Transmit Clock
16 n/c
17 RTxC Вход Receive Clock
18 n/c
19 n/c
20 DTR Выход Data Terminal Ready
21 n/c
22 n/c
23 n/c
24 TxC Выход Transmit Clock
25 n/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

Pin Функция Описание Схема EIA
1 unused
2 Digit Present A signal given to the ACE indicating that the digit lines contain a digit DPR
3 Abandon Call and Retry An indicator signal from the ACE that it could not make a connection. Could be “busy”. ACR
4 Call Request A signal from the DTE that tells the ACE to go “off hook” CRQ
5 Present Next Digit A signal from the ACE to the DTE to indicate that the ACE is ready to receive the next digit. PND
6 unused
7 unused
8 unused
9 unused
10 unused
11 unused
12 unused
13 Distant Station Connected Indicator from ACE to DTE that the call is succesfully made. DSC
14-17 Digit Signal Circuits Four lines containing a parallel BCD dial digit (10 digits, plus control digits) NB1-NB8
18 unused
19 unused
20 unused
21 unused
22 Data Line Occupied An 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
23 unused
24 unused
25 unused

Разъёмы RS-422 9-pin

Pin Сигнал Описание
1 Shield
2 RTS+ Request To Send +
3 RTS- Request To Send –
4 TXD+ Transmit Data +
5 TXD- Transmit Data –
6 CTS+ Clear To Send +
7 CTS- Clear To Send –
8 RXD+ Received Data +
9 RXD- 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.

Pin Имя Напр. Описание
1 GND Shield Ground
2 SRI Send Data
5 ST > Send Timing
6 RD Request To Send
8 RR Local Loopback
11 DM Terminal Ready
13 RR Remote Loopback
15 IC Select Frequency/Select Rate
17 TT > Terminal Timing
18 TM Select Standby
33 SQ New Signal
35 /TT Terminal Timing TPR
36 SB Разъёмы RS-423
Описание RS423 RS422
Mode of Operation SINGLE – ENDED DIFFERENTIAL
Total Number of Drivers and Receivers on One Line 1 DRIVER
10 RECVR
1 DRIVER
10 RECVR
Maximum Cable Length 4000 FT. 4000 FT.
Maximum Data Rate 100kb/s 10Mb/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) >450 100
Max. Driver Current in High Z State Power On N/A N/A
Max. Driver Current in High Z State Power Off +/-100uA +/-100uA
Slew Rate (Max.) Adjustable N/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

Pin Имя V.24 Напр. Описание Тип
1 101 Shield Ground
2 SI 112 > Signal Rate Indicator Control
3 n/a n/a unused
4 SD- 103 > Send Data (A) Data
5 ST- 114 Request To Send (A) Control
8 RT- 115 Local Loopback Control
11 DM- 107 Terminal Ready (A) Control
13 RR- 109 Remote Loopback Control
15 IC 125 Signal Freq./Sig. Rate Select. Control
17 TT- 113 > Terminal Timing (A) Timing
18 TM- 142 Send Data (B) Data
23 ST+ 114 Request To Send (B) Control
26 RT+ 115 Terminal In Service Control
29 DM+ 107 Terminal Ready (B) Control
31 RR+ 109 New Signal Control
35 TT+ 113 > Terminal Timing (B) Timing
36 SB 117 A control signal that can be used to change the transmission speed.
DA Transmit 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.
DB Transmitter Signal Element Timing
(DCE Source)
Timing signals used by the DTE for transmission.
DD Receiver Signal Element Timing
(DCE Source)
Timing signals used by the DTE when receiving data.
IS terminal In Service Signal that indicates that the DTE is available for operation
NS New Signal A 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
RC Receive Common A signal return for receiver circuit reference
LL Local Loopback / Quality Detector A control signal from the DTE to the DCE that causes the analog transmision output to be connected to the analog receiver input.
RL Remote Loopback Signal 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.
SB Standby Indicator Signal from the DCE to indicate if it is uses the normal communication or standby channel
SC Send Common A return signal for transmitter circuit reference
SF Select Frequency A signal from the DTE to tell the DCE which of the two analog carrier frequencies should be used.
SS Select Standby A signal from DTE to DCE, to switch between normal communication or standby channel.
TM Test Mode A 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

Pin Имя RS232 V.24 Dir Описание
1 n/a 101 Shield
2 SSR SRR 122 Secondary Send Data
4 SRD SRD 119 Secondary Request To Send
8 SCS SCS 121 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-485 Сигналы RS-232 DB-25 DE-9 RJ-50
Common Ground Carrier Detect (DCD) 8 1 10
Clear To Send + (CTS+) Received Data (RD) 3 2 9
Ready To Send + (RTS+) Transmitted Data (TD) 2 3 8
Received Data + (RxD+) Data Terminal Ready (DTR) 20 4 7
Received Data – (RxD-) Common Ground 7 5 6
Clear To Send – (CTS-) Data Set Ready (DSR) 6 6 5
Ready To Send – (RTS-) Request To Send (RTS) 4 7 4
Transmitted Data + (TxD+) Clear To Send (CTS) 5 8 3
Transmitted Data – (TxD-) Ring Indicator (RI) 22 9 2

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.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Уважаемые авторы данной статьи. Мне надо корректно соединить два устройства: 1) Компьютер IBM с его RS232C и 2) УЧПУ “Сфера-36″ от робота РМ-01″Пума” с его интерфейсом ( как указано в документации) RS423. Абращался к “видному” специалисту по интерфейсам Агурову В. Он ответил, что он – “не специалист по железу”. И предложил купить на Ali Express некий девайс… Может, вы подскажете поконкретнее? Заранее благодарен.

Источник

Adblock
detector
Pin Имя Dir Описание Схема Paired with
1 Shield
2 TxD > Transmitted Data BA 14
3 RxD Request To Send CA 19
5 CTS Rtrn Transmit Sig. Elmnt Timing DA 24
12 Rtrn TxD BA 2
15 ST Local Loopback LL Unbal, not paired
19 > Rtrn RTS CA 4
20 DTR * > Data Terminal Ready CD 23 (not paired in TIA-530-A)
21 RL > Remote Loopback RL Unbal, not paired
22 ** Rtrn DTR CD 20 (not paired in TIA-530-A)
24 TT > Transmit Signal Element timing DA 11
25 TM