上次我们在浅谈〝RS-232应用中提到它的升级版〞,这篇我们来谈一下RS-485/422。
一.开发历史
美国电子工业协会在1983 在RS-422上制定RS-485的通讯标准,现称TIA-485(现由美国电信产协会业TIA维护,故改称TIA),但使用者仍习惯沿用RS-的称号。但为什么既然订定了RS-232 的标准,又要多一个新的标准出来呢?
RS-232 在使用上仍有一些缺点 ,所以RS-485/422出现正好弥补了这个部分。
RS-232的缺点:
- 接口(界面)电压高,接口元件因为高电压容易造成电压击毁。
- 传输距离短只有15 meter
- 传输速度慢只有19200bps(Typical)
二.RS-485/422电气规格:
RS-485的开发是建立在RS-422的基础架构上,先有RS-422 再有RS-485但从Table 1.来看两者的电气规格,还是有些不同的。
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典型应用
1.Vcc供应电压为3.0V to 5V。
2.标准阻抗120Ω。
3.传输可采用AWG24双绞线有较好的抗杂讯能力,并提高传输速度。
4.ESD, Human Body Model ±15KV.5.可支援商业规格(0-70℃)及工业规格(-40-85℃)的工作温度或更高。
四.支援的通讯协定
RS-485为全双工/半双工
RS-422为全双工的传输,一个主控端,其馀为设备端,可以视为主从关系,支援点对多的双向通讯。RS-422 需要加上终端电阻,阻值与传输(缆)线的阻抗匹配值,在小于300米以下短距离不需要匹配电阻。
RS-485的应用不得不提及Modbus/Profibus Bus通讯协定 。
Modbus 是Modicon公司(Schneider Electric CO.,LTD)于1979年为了PLC 通信应用所订定的,列出此通讯协定受到欢迎的原因 :
1.易于设备灵活配置及维护。
2.不须负担专利授权费用
3.可靠的快速通讯,应用于自动化设备。
简单的提一下RS-485常见的两种协定,其馀的部分,读者有兴趣可以自行参
考相关资料。
- Modbus采用的是主/从架构,并可分为3种的通讯协定:
Modbus RTU–以二进位来做资料的传递与交换,为大多数人采用,不须经过ASCII转换。
Slave address |
Code |
Data bytes |
CRC Check |
1 byte |
1byte |
0~252 bytes |
2 bytes |
Modbus ASCI-I对人类而言,可读性较高的编码方式。
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–基于用户端型号,乙太网路TCP/IP通讯。
TCP/IP PDU
Header |
Code |
Data byte |
4.Profibus标准由西门子等公司与研究机构于1987年提出的,目的在于工厂自动化及程式共通研究。
Profibus 三个主要部分:
- Profibus DP (Distributed I/O) 在主从站(Master& Slave Station)中采用轮询的模式(Polling),应用于工业自动化及即时通讯,常见于中央控制单元控制许多制动器及感测器。
- Profibus PA(Process Automation) 电源和通讯数据和传输,应用于自动化系统及即时通讯,应用于系统监控及量测控制。
- Profibus FMS(Fieldbus Automation) 定义主站(Master& Master Station)之间的通讯方式,用于自动化系统中生产单位数据传输,是一个较复杂的通讯协定。
五.RS-485的实例:
- 工业自动化设备
此为工业用的机器人设备,透过RS-485资料传输。
2.伺服电动起子
在伺服电动起子上面,电动起子透过RS-485 连线传回讯号值(转化机构的变化量=电压值再经过放大)给控制盒,当扭力值到达设定磅数此时马达降转速。
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