上次我們在淺談〝RS-232應用中提到它的升級版〞,這篇我們來談一下RS-485/422。
一.開發歷史
美國電子工業協會在1983 在RS-422上制定RS-485的通訊標準,現稱TIA-485(現由美國電信產協會業TIA維護,故改稱TIA),但使用者仍習慣沿用RS-的稱號。但為什麼既然訂定了RS-232 的標準,又要多一個新的標準出來呢?
RS-232 在使用上仍有一些缺點 ,所以RS-485/422出現正好彌補了這個部分。
RS-232的缺點:
- 接口(介面)電壓高,接口元件因為高電壓容易造成電壓擊毀。
- 傳輸距離短只有15 meter
- 傳輸速度慢只有19200bps(Typical)
二.RS-485/422電氣規格:
RS-485的開發是建立在RS-422的基礎架構上,先有RS-422 再有RS-485但從Table 1.來看兩者的電氣規格,還是有些不同的。
Table 1.
SPEC |
RS-422 |
RS-485 |
Type |
Differential |
Differential /Single-End |
Transmission length |
1200m |
1200m |
Node |
1TX/10RX |
32TX/32RX |
Data Rate (Typical) |
10Mbps |
10Mbps |
Load Impedance |
100Ω |
54Ω |
Input Receiver voltage |
-10V to +10V |
-7V to +12V |
Receiver input resistance |
4kΩ(Min) |
>12kΩ |
Driver common voltage |
-7V to +3V |
-7V to +12V |
三.RS-485典型應用
1.Vcc供應電壓為3.0V to 5V。
2.標準阻抗120Ω。
3.傳輸可採用AWG24雙絞線有較好的抗雜訊能力,並提高傳輸速度。
4.ESD, Human Body Model ±15KV.5.可支援商業規格(0-70℃)及工業規格(-40-85℃)的工作溫度或更高。
四.支援的通訊協定
RS-485為全雙工/半雙工
RS-422為全雙工的傳輸,一個主控端,其餘為設備端,可以視為主從關係,支援點對多的雙向通訊。RS-422 需要加上終端電阻,阻值與傳輸(纜)線的阻抗匹配值,在小於300公尺以下短距離不需要匹配電阻。
RS-485的應用不得不提及Modbus/Profibus Bus通訊協定 。
Modbus 是Modicon公司(Schneider Electric CO.,LTD)於1979年為了PLC 通信應用所訂定的,列出此通訊協定受到歡迎的原因 :
1.易於設備靈活配置及維護。
2.不須負擔專利授權費用
3.可靠的快速通訊,應用於自動化設備。
簡單的提一下RS-485常見的兩種協定,其餘的部分,讀者有興趣可以自行參
考相關資料。
- Modbus採用的是主/從架構,並可分為3種的通訊協定:
Modbus RTU–以二進位來做資料的傳遞與交換,為大多數人採用,不須經過ASCII轉換。
Slave address |
Code |
Data bytes |
CRC Check |
1 byte |
1byte |
0~252 bytes |
2 bytes |
Modbus ASCI-I對人類而言,可讀性較高的編碼方式。
Start |
Slave |
Address |
Code |
Data bit |
LRC |
|
Stop |
1 byte |
2 bytes |
2 bytes |
0~2*252 bytes |
2 bytes |
2 bytes |
|
CR LF |
ModTCP–基於用戶端型號,乙太網路TCP/IP通訊。
TCP/IP PDU
Header |
Code |
Data byte |
4.Profibus標準由西門子等公司與研究機構於1987年提出的,目的在於工廠自動化及程式共通研究。
Profibus 三個主要部分:
- Profibus DP (Distributed I/O) 在主從站(Master& Slave Station)中採用輪詢的模式(Polling),應用於工業自動化及即時通訊,常見於中央控制單元控制許多制動器及感測器。
- Profibus PA(Process Automation) 電源和通訊數據和傳輸,應用於自動化系統及即時通訊,應用於系統監控及量測控制。
- Profibus FMS(Fieldbus Automation) 定義主站(Master& Master Station)之間的通訊方式,用於自動化系統中生產單位數據傳輸,是一個較複雜的通訊協定。
五.RS-485的實例:
- 工業自動化設備
此為工業用的機器人設備,透過RS-485資料傳輸。
2.伺服電動起子
在伺服電動起子上面,電動起子透過RS-485 連線傳回訊號值(轉化機構的變化量=電壓值再經過放大)給控制盒,當扭力值到達設定磅數此時馬達降轉速。
評論