Упростите свой промышленный интерфейс, исключив управляющие линии RS-485
В этой статье описываются традиционные полудуплексные конфигурации RS-485, а затем представлены новые альтернативы для упрощения интерфейса управления, устраняя требуемые линии управления и программный код управления.
Сетевой интерфейс RS-485 часто является предпочтительным интерфейсом для промышленных применений из-за его высокой дифференциальной производительности при длинных кабельных трассах. Реализация полудуплексной RS-485 появляется как физический уровень в утилите, автоматизации производства, HVAC и многих других системах промышленного оборудования. Полудуплексные сети RS-485 предлагают минимальную распределенную проводку, в результате чего удаленные станции используют одну пару медных проводов в качестве среды связи (рис. 1).
Рисунок 1. Разъем DIN
Одной из проблем для сетей, которые имеют несколько приемопередатчиков RS-485, является управление локальными сигналами разрешения приема и передачи. Для истинной многоканальной двунаправленной передачи эти штыри обеспечивают средство для разработчиков системы, чтобы определить, когда RS-485 передает или принимает. В зависимости от приложения эти два переключающих контакта могут быть подключены друг к другу через трассировку печатной платы к локальному процессору или контроллеру. При таком типе подключения выделяются три линии: разрешение драйвера и приемника (DE / RE), входной сигнал драйвера (DI) и линии выхода приемника (RO).
Традиционные полудуплексные конфигурации RS485
RS-485 (TIA / EIA-485) - это проводной стандарт связи, который использует дифференциальные сигналы для передачи данных на большие расстояния. В шумных промышленных и заводских системах автоматизации дифференциальные сигналы RS-485 делают его более надежным и выдерживают шум в общем режиме. Кабель с витой парой гарантирует, что принимаемые помехи в основном являются обычным режимом.
Двунаправленные каналы используют полудуплексные устройства для связи по пару витых кабелей. Для устройства RS-485 терминалы Rx и Tx подключаются к разъемам A (неинвертирующий) и B (инвертирующий) IC. Выход ресивера (RO) и входные разъемы драйвера (DI) подключаются к отдельным контактам (рис. 2).
Рисунок 2. Изолированный полудуплексный канал RS-485 содержит три или четыре оптрона для достижения полной активности приемопередатчика сигнала
В некоторых случаях требуется изолирование от оптопары или других изоляторов. Каналы оптопары на рисунке 2 ясно иллюстрируют количество требуемых линий для трансивера RS-485. Обратите внимание на соединение контактов RE и DE. В большинстве приложений это соединение является подходящим. В других приложениях контакты RE и DE являются отдельными. Системный процессор или контроллер управляет контактами управления RE и DE в ответ на длительность времени, в течение которого узел должен оставаться включенным для переданных пакетов данных, которые варьируются от приложения к приложению.
Удаление управляющих линий в сети RS-485
MAX13487E успешно устраняет манипуляции с линиями управления RE и DE приемопередатчиком RS-485 с использованием автомата автоопределения на чипе (рисунок 3).
Рисунок 3. Функциональная схема MAX13487E (уменьшенный драйвер скорости нарастания скорости) и MAX12488E (неограниченный драйвер скорости нарастания скорости)
На рисунке 3 правильная конфигурация автомата автоопределения - это подключение контактов RE и SHDN высокого уровня, и для правильной работы используйте внешний нагрузочный резистор на A и выталкивающий резистор на B.
Хотя изоляция сигнала не является требованием, каналы оптопары на рисунке 4 четко иллюстрируют количество необходимых линий для трансивера RS-485.
Рисунок 4. Полудуплексный MAX13487E, трансивер RS-485 с внутренней машиной AutoDirection сокращает количество каналов изоляции с трех или четырех до двух
На рисунке 4 активными цифровыми каналами MAX13487E являются выводы DI (передача) и RO (прием). Автоответчик автоопределения определяет, ведет ли устройство или другой узел в сети по шине. В зависимости от активности на шине автоответчик AutoDirection автоматически отключает или включает драйвер и приемник MAX13487E.
Обычный трансивер RS-485 использует входы DE и RE для состояний включения / выключения драйвера и приемника. Напротив, внутренний конечный автомат MAX13487E / MAX13488E, который включает и отключает драйвер, заменяет отсутствие входа DE. Для правильной работы непередаваемый MAX13487E / MAX13488E требует высокого входа DI, сохраняя устройство в состоянии ожидания.
Таким образом, автомат MAX13487E AutoDirection облегчает передачу и прием активных сигналов на шине RS-485, а также изменения в режиме с высоким импедансом путем контроля работы драйвера и шины RS-485.
MAX13487E / MAX13488E - полудуплексные RS-485 / RS-422-совместимые приемопередатчики с управлением AutoDirection. MAX13487E, подходящий для этого применения для оптопары, имеет уменьшенные драйверы скорости нарастания скорости, которые минимизируют электромагнитные помехи и уменьшают отражения, вызванные ненадлежащим образом оканчивающимся кабелем, обеспечивая безошибочную передачу до 500 кбит / с. Для MAX13488E нет ограничений скорости нарастания скорости, что позволяет передавать скорость до 16 Мбит / с.
Вывод
Приемопередатчики RS-485 MAX13487E / MAX13488E обеспечивают решение с полудуплексным интерфейсом. В автомате автоматического автоопределения MAX13487E / MAX13488E на чипе автоматически управляется полудуплексный приемник RS-485 и задачи передачи при использовании только одной линии управления. Это конструктивное решение объясняет, как MAX13487E уменьшает скорость вращения, чтобы минимизировать электромагнитные помехи и уменьшать отражения. Схема AutoDirection устраняет эту проблему интерфейса, а также упрощает схему, устраняя необходимость в выделенных микроконтроллерных / процессорных управляющих выводах и линиях печатных плат.
Отраслевые статьи - это форма контента, которая позволяет отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits таким образом, что редакционный контент не очень подходит. Все отраслевые статьи подчиняются строгим редакционным правилам с целью предоставления читателям полезных новостей, технических знаний или историй. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, являются точками партнера, а не обязательно для All About Circuits или его авторов.