¿Puede rs422 realizar la función de 2 entradas y 1 salida a través de una conexión de conmutador de red?
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Como especificación eléctrica para transmisión de datos diferencial y multipunto, la interfaz de bus RS422/RS485 se ha convertido en una de las interfaces de comunicación estándar más utilizadas en la industria. El estándar RS422/RS485 solo estipula las características eléctricas de la interfaz y no involucra conectores, cables o protocolos, por lo que los usuarios pueden establecer sus propios protocolos de comunicación de alto nivel sobre esta base.
1 Principio Básico
El nombre completo del estándar RS422/RS485 es estándar de comunicación serie TIA/EIA-422-B y TIA/EIA-485. Todas sus señales de datos adoptan transmisión diferencial, también llamada transmisión equilibrada. Los dos son muy parecidos en características eléctricas, la única diferencia es el método de transmisión.
Generalmente, cuando el nivel de voltaje positivo entre A y B del controlador es de 2 a 6 V, representa un estado lógico; cuando el nivel negativo entre A y B es de -6 a -2 V, es representa otro estado lógico. También hay una señal de tierra C. De hecho, en muchos casos, se ignora la conexión a tierra de la señal. Se recomienda utilizar una ruta procesada de baja resistencia para conectar la señal a tierra para aumentar su capacidad antiinterferente y reducir la radiación electromagnética. La señal de control "habilitar" E se utiliza para cortar y conectar el controlador a la línea de transmisión. Cuando ENABLE funciona, el transmisor está en un estado de alta impedancia, llamado "tercer estado", que es diferente de la lógica "1. " y "0" "El tercer estado.
Los requisitos del receptor y del controlador son similares. Tanto el extremo receptor como el transmisor pueden conectar A-A y B-B correspondientemente a través de pares trenzados balanceados. Cuando hay un nivel superior a 200 mV entre los terminales receptores A y B, la salida es un nivel lógico positivo; cuando es inferior a -200 mV, la salida es un nivel lógico negativo. En la línea de equilibrio de recepción del receptor, el rango de nivel suele estar entre 200 mV y 6 V.
Generalmente, se puede definir que la lógica 1 (nivel lógico positivo) es Bgt; la lógica 0 (nivel lógico negativo) es Agt, la diferencia de voltaje entre A y; B no es inferior a 200 mV.
El estado de funcionamiento de cuatro cables de RS485 es básicamente el mismo que el estado de funcionamiento de cuatro cables de RS422. Desde un punto de vista físico, RS422 equivale a dos RS485 funcionando al mismo tiempo, uno funcionando. en el estado receptor y el otro trabajando en el estado emisor.
2 Análisis de señal
Con base en la descripción anterior, aquí se establece un modelo de análisis de señal para las características de transmisión de RS422/RS485. Debido a que RS485 es más representativo, se utiliza RS485 como modelo. objeto de análisis. RS485 es un estándar típico de procesamiento de señales.
Al estandarizar el dominio de diseño, D puede representar la señal digital (nivel TTL o nivel CMOS) emitida por el microprocesador, y el espacio de valores de su señal lógica es {0, 1}; La señal digital (nivel TTL o nivel CMOS) recibida por el procesador tiene un espacio de valor de señal lógica de {0, 1}; Hay dos situaciones en la relación de conexión entre el controlador y el receptor y la línea de transmisión (control activo de alto nivel o bajo nivel): ENABLE se define como el estado válido de conexión, DISABLE es el estado desconectado y el espacio de valores es { HABILITAR, DESHABILITAR}. En el estándar de comunicación RS485, en circunstancias normales, si uno de E y EN es válido, el otro está prohibido, mientras que en RS422, ambos son válidos A y B son los voltajes de interfaz entre el controlador y la línea de transmisión, y sus especificaciones; se definen como (-6V, 6V); Ar y Br son los voltajes en la interfaz entre el receptor y la línea de transmisión. Para lograr la compatibilidad de la interfaz RS422/RS485, debe definirse como (-7V, 10V).
De hecho, hay cuatro situaciones en la definición de la función de transferencia del controlador que pueden cumplir con el estándar de comunicación RS485:
Cuando D=1, E=DISABLE, el estado de las salidas A y B son indeterminados;
Cuando D=0, E=DISABLE, el estado de la salida A, B es indeterminado;
Cuando D=1, E=ENABLE, la salida B-Agt es 2V y A, B∈(6V; , 6V);
Cuando D=0, E=ENABLE, salida A-Bgt; y A, B∈(6V, 6V).
Por lo tanto, todos los circuitos que pueden lograr la función de transferencia anterior se pueden utilizar como diseños de referencia del controlador RS485. Por supuesto, también se deben cumplir sus características de entrada y salida.
La definición de la función de transferencia del receptor puede dividir al receptor en dos categorías. Una es EN=DIABLE, que equivale a que el conductor no esté montado en el autobús (se puede considerar que no existe). . La segunda es EN=ENABLE. En este momento, hay dos condiciones de funcionamiento normales: una es cuando la salida Dr=1, Br-Argt; la segunda es cuando la salida Dr=0, Ar-Brgt; .
Para satisfacer las necesidades del funcionamiento normal del receptor, se deben considerar las siguientes situaciones durante el funcionamiento:
(1) El rango de voltaje de Ar y Br debe ser estrictamente limitado a -7~10V, de lo contrario el dispositivo podría dañarse. Generalmente, se utiliza una red de diodos estabilizadores de voltaje para lograr la limitación de voltaje.
(2) Discriminación de datos del receptor cuando |Ar-Br|lt; Generalmente, se puede utilizar una red de resistencias para conectar Ar a VCC a través de una resistencia de 10 kΩ y conectar Br a TIERRA a través de una resistencia de 10 kΩ. De esta manera, cuando no hay transmisión de señal en el bus, el nivel de Ar puede ser. mantenido alrededor de 3,2 V, el nivel de Br es de alrededor de 1,6 V. De esta manera, incluso si hay una señal de interferencia, es difícil generar la señal inicial 0 de la comunicación en serie.
(3) En circunstancias normales, para reducir el reflejo de la señal de transmisión en la línea, se puede conectar una resistencia de 100 Ω en paralelo en el extremo más alejado del cable del bus RS422, y se debe conectar al inicio y al final de la línea de transmisión de la red RS485 1 resistencia coincidente de 120 Ω.
3 Implementación del Proyecto
El chip utilizado en el circuito es MAX491ESD. Cuando se utiliza MAX491ESD para comunicación RS422, la tapa del puente debe instalarse en el pin 2 y el pin 1 de JP2, y las tapas del puente JP1 y JP3 deben retirarse cuando se usa para la comunicación RS485, se debe instalar la tapa del puente. Agregue tapas de puente; a JP1 y JP3 en los pines 2 y 3 de JP2 para formar una red RS485 de dos nodos. La función de los tubos reguladores de voltaje D1 y D2 es limitar firmemente el voltaje de A a -7 V ~ 12 V para proteger eficazmente la red RS422/RS485. El propósito de agregar D3 y D8 es principalmente evitar sobretensiones. Este circuito real se construyó utilizando el modelo de análisis de señal como guía y podría cumplir con los requisitos esperados durante las pruebas y operación reales.