Многоточечный электрический интерфейс RS-485

Стандарты RS-232C, RS-422A, RS-423A ориентированны на передачу только между двумя устройствами, т.е. соединения типа «точка–точка». Но во многих приемников промышленной автоматизации нужно соединение нескольких устройств и помощью общей физической линии. И соответствующий электрический интерфейс описывается стандартом RS-485. Этот стандарт относиться только к электрическим параметрам интерфейса и не оговаривает качество сигнала, синхронизацию, протоколы, назначение контактов разъемов и др. Допустимая скорость передачи двоичных данных по RS-485 – 10Мбит/с, при длине до 1200м. Функционально стандарт похож на электрические решения, используется в системных шинах. По стандарту RS-485 несколько устройств соединяются балансирующей (согласованной) витой парой. При этом они могут быть передающими, приемными и комбинированными. На обоих каналов кабеля должны устанавливаться согласующие резисторы (терминаторы), у которых сопротивление не менее 60 Ом.

Структура интерфейса:

Работа интерфейса основана на тристабильной логике, т.е. два состояния схем подключаемых к кобелю: логические уровни «высокий» и «низкий», третье состояние (высокоимпедансным, плавающим) – отсутствием первых двух, т.е. отключение схемы от линии связи. В этом третьем состоянии схемы интерфейса не влияют на общую линию.

Передатчики, подключаемые к линии в выключенном состоянии обладают большим сопротивлением. Согласующие сопротивления R_Н на концах линии препятствуют отражениям сигналов от ее концов, иначе это привело бы к сбоям в работе связи на высоких скоростях. В активном состоянии передатчики питают линию дифференциальным напряжением в пределах от 1, 5 до 5В. Одна полярность соответствует двоичному «0», когда один выход имеет положительный потенциал по отношению ко второму. Другая полярность (когда они меняются местами) соответствует двоичной «1». Дифференциальный порог для приемников устанавливается на уровне 0, 2В при допустимом диапазоне входного напряжения от -7 до +12В по отношению к общему проводу приемника. Входное сопротивление приемника и выходное сопротивление передатчика в пассивном состоянии измеряются в единицах нагрузки, которые в стандарте определяются точно: передатчик должен обеспечивать до 32 единиц приемников и двух оконечных резисторов R_Н. Режим работы линии RS-485 – полудуплексный, т.е. двух и более передатчиков одновременно функционировать не могут. Остальные устройства, подключаемые к линии, во время работы передатчика работают в режиме приема или имеют высокое входное сопротивление R. Выпускаются микросхемы, достаточно просто реализуют обмен данными в соответствии со спецификацией на электрический стандарт RS-485.