Giới thiệu về RS232
RS-232 tuân thủ tiêu chuẩn giao diện cho giao tiếp dữ liệu nối tiếp do Liên minh Công nghiệp Điện tử (EIA) thiết lập. Số ban đầu là EIA-RS-232 (232, viết tắt là RS232). Nó được sử dụng rộng rãi cho các kết nối ngoại vi giao diện nối tiếp máy tính. Kết nối cáp và các quy trình cơ học, điện, tín hiệu và chuyển giao.
Tốc độ truyền dữ liệu được chỉ định bởi tiêu chuẩn RS-232-C là 50, 75, 100, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 baud mỗi giây.
Đặc trưng của RS232
RS-232 là một trong những giao diện truyền thông nối tiếp chính thống. Do sự xuất hiện sớm của tiêu chuẩn giao diện RS232, không thể tránh khỏi những thiếu sót, chủ yếu là bốn điểm sau:
- Mức tín hiệu của giao diện cao, dễ làm hỏng chip của mạch giao diện. Điện áp của bất kỳ đường tín hiệu nào trên giao diện RS232 nằm trong mối quan hệ logic âm. Đó là: logic “1” là -3 ~ 15V; logic là “0”: +3 ~ +15V, và biên độ nhiễu là 2V. Nghĩa là, bộ thu được yêu cầu nhận ra tín hiệu cao hơn + 3V là mức logic “0”, tín hiệu thấp hơn -3V là mức logic “1”, mức TTL là 5V là mức logic dương và 0 là mức logic tiêu cực. Không tương thích với mức TTL, cần có mạch chuyển mức để kết nối với mạch TTL.
- Tốc độ truyền tải thấp. Trong truyền không đồng bộ, tốc độ bit là 20Kbps; do đó, trong bảng phát triển 51CPLD, tốc độ truyền của chương trình tích hợp chỉ có thể là 19200, đó cũng là lý do.
- Giao diện sử dụng một đường tín hiệu và một đường trở lại tín hiệu để tạo thành một dạng truyền dẫn mặt đất chung. Đường truyền mặt đất chung này dễ bị nhiễu phương thức chung, do đó khả năng chống nhiễu yếu.
- Khoảng cách truyền sóng bị hạn chế. Khoảng cách truyền tối đa là 50 feet. Trong thực tế, nó chỉ có thể được sử dụng ở khoảng 15 mét.
Giới thiệu về RS485
Bus nối tiếp RS-485 được sử dụng rộng rãi khi yêu cầu khoảng cách truyền thông từ vài chục mét đến vài km. RS-485 sử dụng truyền cân bằng và nhận vi sai, vì vậy nó có khả năng loại bỏ nhiễu ở chế độ chung. Ngoài độ nhạy cao của bộ thu phát bus, nó có thể phát hiện điện áp thấp đến 200mV, do đó, tín hiệu truyền đi có thể được phục hồi vượt hàng km.
RS-485 sử dụng chế độ hoạt động bán song công và chỉ có thể gửi một điểm bất kỳ lúc nào. Do đó, mạch phát phải được điều khiển bằng tín hiệu cho phép.
Đặc trưng của RS485
RS-485 rất thuận tiện cho việc kết nối đa điểm và có thể lưu nhiều đường tín hiệu. Các ứng dụng RS-485 có thể được nối mạng để tạo thành một hệ thống phân tán cho phép kết nối song song 32 ổ đĩa và 32 bộ thu. Để đáp ứng những thiếu sót của RS-232-C, RS-485 tiêu chuẩn mới có các tính năng sau:
- Đặc tính điện của RS-485: Mức logic “1” được biểu thị bằng hiệu điện thế giữa hai đường +2V ~ +6V, và mức logic “0” được biểu thị bằng hiệu điện thế giữa hai đường -6V ~ -2V. Mức tín hiệu giao diện thấp hơn RS-232-C, và không dễ làm hỏng chip mạch giao diện, và mức độ tương thích với mức TTL, thuận tiện cho việc kết nối với mạch TTL.
- Tốc độ truyền dữ liệu cao nhất là: 10Mbps
- Giao diện RS-485 sử dụng sự kết hợp của trình điều khiển cân bằng và bộ thu vi sai, có khả năng chống nhiễu chế độ phổ biến mạnh mẽ, tức là hiệu suất chống nhiễu tốt.
- Khoảng cách truyền tối đa của giao diện RS-485 là 4000 feet, thực tế lên đến 3000 mét.
- Giao diện RS-232-C chỉ cho phép một bộ thu phát được kết nối với bus, tức là khả năng một trạm; trong khi giao diện RS-485 chỉ cho phép kết nối tối đa 128 bộ thu phát trên bus, tức là khả năng đa trạm, do đó người dùng có thể dễ dàng thiết lập mạng thiết bị bằng một giao diện RS-485 duy nhất.
Giới thiệu về RS422
Tên đầy đủ của tiêu chuẩn RS-422 là “các đặc tính điện của mạch giao diện kỹ thuật số điện áp cân bằng”, xác định các đặc tính của mạch giao diện. Trên thực tế có một mặt đất tín hiệu, tổng cộng có 5 đường. Vì bộ thu sử dụng trở kháng đầu vào cao và trình điều khiển truyền dẫn có khả năng dẫn động mạnh hơn RS232, nên nó được phép kết nối nhiều nút nhận trên cùng một đường truyền và có thể kết nối tối đa 10 nút. Một thiết bị chính (Master) và các thiết bị phụ còn lại (Slave), các thiết bị phụ không thể giao tiếp với nhau, vì vậy RS-422 hỗ trợ giao tiếp hai chiều điểm-đa hướng. Trở kháng đầu vào của máy thu là 4k, do đó khả năng tải tối đa của máy phát là 10 & TImes; 4k + 100Ω (điện trở cuối).
Các mạch RS-422 và RS-485 về cơ bản có nguyên tắc giống nhau. Chúng được gửi và nhận ở chế độ khác biệt và không cần nối đất kỹ thuật số. Hoạt động khác biệt là lý do cơ bản cho khoảng cách truyền dài trong cùng một điều kiện tốc độ. Đây là sự khác biệt cơ bản giữa hai loại và RS232, bởi vì RS232 là đầu vào và đầu ra một đầu, và ít nhất phải có mặt đất kỹ thuật số cho hoạt động song công. Gửi dòng và chấp nhận dòng ba dòng (truyền không đồng bộ), bạn cũng có thể thêm các dòng điều khiển khác để hoàn thành đồng bộ hóa và các chức năng khác.
RS-422 có thể hoạt động và nhận mà không cần hoạt động song công thông qua hai cặp xoắn đôi. RS485 chỉ có thể hoạt động bán song công, không thể thực hiện truyền và nhận cùng một lúc mà chỉ cần một cặp dây xoắn. RS422 và RS485 có thể truyền 1200 mét với tốc độ 19kpbs. Một thiết bị có thể được kết nối với đường dây trên bộ thu phát mới.
Hiệu suất điện của RS-422 hoàn toàn giống như RS-485. Điểm khác biệt chính là RS-422 có 4 đường tín hiệu: hai đường truyền (Y, Z) và hai đường tiếp nhận (A, B). Vì việc nhận và truyền RS-422 là riêng biệt, nó có thể được nhận và truyền đồng thời (song công); RS-485 có 2 đường tín hiệu: truyền và nhận.
Đặc trưng của RS422
Vì giao diện bốn dây RS-422 sử dụng các kênh truyền và nhận riêng biệt, nên không cần điều khiển hướng dữ liệu. Mọi trao đổi tín hiệu cần thiết giữa các thiết bị có thể được thực hiện ở chế độ phần mềm (XON/XOFF handshake) hoặc chế độ phần cứng (một cặp riêng biệt). RS-422 có khoảng cách truyền tối đa là 4000 feet (khoảng 1219 mét) và tốc độ truyền tối đa là 10 Mb/s. Chiều dài của cặp xoắn cân bằng tỷ lệ nghịch với tốc độ truyền sóng, có thể đạt khoảng cách truyền cực đại dưới tốc độ 100 kb/s. Tốc độ truyền cao nhất chỉ có thể thực hiện được ở khoảng cách rất ngắn. Tốc độ truyền tối đa có thể đạt được trên một cặp dây xoắn 100 mét điển hình chỉ là 1 Mb/s.
RS-422 yêu cầu điện trở đầu cuối yêu cầu điện trở xấp xỉ với trở kháng đặc trưng của cáp truyền. Trong truyền dẫn khoảng cách ngắn, không cần kết thúc điện trở, tức là nói chung không cần kết thúc điện trở dưới 300 mét. Điện trở đầu cuối được nối với đầu xa nhất của cáp truyền tải.
Sự khác nhau giữa RS232, RS485 và RS422
RS232 là full-duplex, RS485 là half-duplex và RS422 là full-duplex.
RS485 và RS232 chỉ là giao thức vật lý của giao tiếp (tức là chuẩn giao tiếp), RS485 là chế độ truyền vi sai, RS232 là chế độ truyền một đầu, nhưng chương trình truyền thông không có nhiều sự khác biệt.
PC đã được trang bị RS232, có thể được sử dụng trực tiếp. Nếu sử dụng giao tiếp RS485, chỉ cần kết nối đầu chuyển đổi RS232 sang RS485 trên cổng RS232 và không cần sửa đổi chương trình.
Có sự khác biệt nào về sự xuất hiện của giao diện RS232/RS422/RS485 không?
Nói chung, đó là DB9, còn những cái khác, hoặc bạn phải nhìn vào dòng bên trong để biết cái nào là rs232rs422rs485.
RS232 là một giao diện tiêu chuẩn, là một 9 chân hình chữ D. Định nghĩa tín hiệu của giao diện của thiết bị được kết nối là giống nhau. Tín hiệu được xác định như sau:
- RS-232 chỉ cho phép giao tiếp một-một (khả năng một trạm)
- Giao diện RS-485 cho phép lên đến 128 bộ thu phát trên bus (với khả năng đa trạm)
Vì mặc định của PC chỉ có giao diện RS232, có hai cách để lấy mạch RS485 của máy tính chủ PC:
- Chuyển đổi tín hiệu RS232 của cổng nối tiếp PC thành tín hiệu RS485 thông qua mạch chuyển đổi RS232 / RS485. Đối với môi trường công nghiệp có tình hình phức tạp, tốt nhất nên sử dụng sản phẩm chống sét lan truyền bằng sản phẩm cách ly.
- Thông qua thẻ nối tiếp đa cổng PCI, tín hiệu đầu ra có thể được chọn trực tiếp làm thẻ mở rộng loại RS485.
Máy tính lần lượt kết nối nhiều 485 thiết bị (bộ điều khiển truy cập) thông qua bộ chuyển đổi RS232-RS485 và thăm dò lần lượt các thiết bị trên bus.
Nhãn dây là 485 + 485-, tương ứng với 485 + 485- của thiết bị liên kết (bộ điều khiển).
Khoảng cách giao tiếp: Khoảng cách giữa thiết bị xa nhất (bộ điều khiển) và máy tính theo lý thuyết là 1200 mét. Khách hàng nên kiểm soát trong phạm vi 800 mét và kiểm soát tốt nhất trong phạm vi 300 mét. Nếu khoảng cách quá dài, bạn có thể mua 485 bộ lặp (phần mở rộng) (vui lòng mua từ nhà sản xuất bộ chuyển đổi chuyên nghiệp, nơi bộ lặp được đặt ở giữa xe buýt hoặc ở đầu, vui lòng tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất.) Về mặt lý thuyết, bộ lặp có thể được mở rộng đến 3000 mét.
Số lượng tải: một bus 485 có thể tải bao nhiêu thiết bị (bộ điều khiển). Điều này phụ thuộc vào việc lựa chọn chip giao tiếp của bộ điều khiển và chip giao tiếp của 485 bộ chuyển đổi. Nói chung, có 32, 64, 128 và 256 Loại lựa chọn này, đây là số lý thuyết. Trong ứng dụng thực tế, theo môi trường hiện trường, khoảng cách liên lạc và các yếu tố khác, số lượng tải không đạt được số lượng các chỉ số. Bộ điều khiển và bộ chuyển đổi của công ty nông nghiệp vi mô được thiết kế trong 256 đơn vị, và thực tế khách hàng nên kiểm soát mỗi xe buýt trong vòng 80 đơn vị.
Bus truyền thông 485 (phải xoắn đôi, hoặc một trong các loại cáp mạng), nếu bạn sử dụng dây thông thường (không xoắn) thì nhiễu sẽ rất lớn, liên lạc không thông suốt, thậm chí không thể liên lạc được.
Mỗi thiết bị điều khiển phải được lắp trong tay và không được có kết nối hình sao hoặc ngã ba. Nếu có kết nối sao hoặc ngã ba thì nhiễu sẽ rất lớn, liên lạc kém, thậm chí không thể liên lạc được.