RS-485

RS-485
TIA-485-A(EIA-485 리비전)
표준. ANSI/TIA/EIA-485-A-1998
승인필:1998년 3월 3일
재확인:2012년 12월 7일
물리 미디어 밸런스형 상호접속 케이블
네트워크 토폴로지 포인트 투 포인트, 멀티 드롭, 멀티 포인트
최대 장치 수 최소 32대의 유닛 부하
최대 거리 지정되지 않음
동작 모드 다양한 수신기 수준:
바이너리 1(OFF)
(Voa-Vob < - 200 mV )
바이너리 0(ON)
(Voa-Vob > +200 mV)
사용 가능한 신호 A, B, C
커넥터 타입 지정되지 않음

RS-485(TIA-485(-A) 또는 EIA-485라고도 함)는 시리얼 통신 시스템에서 사용하는 드라이버 및 리시버의 전기적 특성을 정의하는 표준입니다.전기적 시그널링은 밸런스화되어 멀티포인트시스템이 지원됩니다.이 표준은 전기통신산업협회와 전자산업연합(TIA/EIA)이 공동으로 발행하고 있습니다.표준을 구현하는 디지털 통신 네트워크는 장거리 및 전기 소음이 많은 환경에서 효과적으로 사용할 수 있습니다.복수의 리시버는, 리니어 멀티 드롭 버스를 개입시켜 그러한 네트워크에 접속할 수 있습니다.이러한 특성으로 인해 RS-485는 산업용 제어 시스템 및 유사한 용도에 유용하다.

개요

RS-485는 RS-422와 같은 트위스트 페어 상에서 차동 시그널링을 사용하여 저렴한 로컬네트워크와 멀티드롭 통신 링크를 지원합니다.일반적으로 RS-485는 최대 10 Mbit/s의[a] 데이터 레이트로 사용할 수 있으며, 저속에서는 최대 1,200 m(4,000 ft)[2]의 거리로 사용할 수 있습니다.경험에 비추어 볼 때, 속도(비트/초)에 미터(미터)를 곱한 값이 10을 초과해서는8 안 된다.따라서 50m 케이블은 2Mbit/[3]s보다 빠르게 신호를 보내지 않아야 합니다.

RS-422의 드라이버 회로는 끌 수 없는 반면 RS-485 드라이버는 3스테이트 로직을 사용하여 개별 송신기를 비활성화할 수 있습니다.이를 통해 RS-485는 2개의 와이어만을 사용하여 선형 버스토폴로지를 구현할 수 있습니다.RS-485 와이어 세트를 따라 배치된 기기를 노드, 스테이션 또는 [4]디바이스라고 상호 교환할 수 있습니다.와이어의 권장 배열은 연결된 일련의 포인트 투 포인트(멀티 드롭) 노드, 즉 스타, 링 또는 다중 연결된 네트워크가 아닌 회선 또는 버스입니다.스타 및 링 토폴로지는 신호 반사 또는 지나치게 낮거나 높은 종단 임피던스 때문에 권장되지 않습니다.스타 설정이 불가피할 경우 각 스팬의 데이터를 양방향으로 리슨한 후 다른 모든 스팬으로 데이터를 재발송신하는 특수 RS-485 리피터를 사용할 수 있습니다.

종단과 함께 전형적인 바이어스 네트워크.바이어스 및 종단 값은 RS-485 표준에는 지정되어 있지 않습니다.

이상적으로는 케이블의 양 끝에는 종단 저항이 2개의 와이어에 연결되어 있습니다.종단 저항기가 없으면 종단되지 않은 케이블의 끝에서 신호가 반사되어 데이터가 파손될 수 있습니다.종단 저항은 또한 낮은 [further explanation needed]임피던스로 인해 전기 노이즈 감도를 낮춥니다.각 종단 저항의 값은 케이블 특성 임피던스와 같아야 합니다(일반적으로 트위스트 쌍의 경우 120옴).종단에는 풀업 및 풀다운 저항도 포함되어 있어 회선이 디바이스에 의해 구동되지 않는 경우 각 데이터 와이어에 페일 세이프 바이어스를 확립할 수 있습니다.이렇게 하면 라인은 알려진 전압에 치우쳐 노드가 미숙련 라인의 노이즈를 실제 데이터로 해석하지 않습니다. 바이어스 저항 없이 데이터 라인은 모든 장치 스테이션이 무음 또는 [5]무전원일 때 전기적 노이즈 민감도가 가장 높은 방식으로 플로팅됩니다.

표준.

EIA는 한때 모든 표준에 "RS"(Recommended Standard)라는 접두어를 붙였지만, EIA-TIA는 공식적으로 "RS"(Recommended Standard)를 "EIA/TIA"(EIA/TIA)로 대체하여 표준의 출처를 식별하였습니다.EIA는 공식적으로 해체되어 TIA는 TIA-485로 표준을 유지하고 있지만 엔지니어와 어플리케이션가이드는 RS-485 [6]명칭을 계속 사용하고 있습니다.EIA RS-485의 초판은 1983년 [7]4월호였다.

RS-485는 제너레이터와 리시버의 전기적 특성(물리층)만을 지정합니다.통신 프로토콜을 지정하거나 권장하지 않습니다.다른 표준은 RS-485 링크를 통한 통신 프로토콜을 정의합니다.이 표준의 서문에서는, 「Telecommunications Systems Bulletin TSB-89」를 참조하고 있습니다.이 문서에는 데이터 시그널링 레이트 대 케이블 길이, 스터브 길이, 설정등의 애플리케이션 가이드 라인이 기재되어 있습니다.

섹션 4는 제너레이터(송신기 또는 드라이버), 수신기, 트랜시버 및 시스템의 전기적 특성을 정의합니다.이러한 특성에는 장치 부하 정의, 전압 범위, 개방 회로 전압, 임계값 및 과도 공차가 포함됩니다.또, A, B, C의 3개의 제너레이터 인터페이스 포인트(신호선)도 정의합니다.데이터는 A와 B로 전송됩니다.C는 접지 기준입니다.또한 이 절에서는 A와 B 단자 간의 극성을 기준으로 로직 상태 1(Off)과 0(On)을 정의합니다.A가 B에 대해 음의 경우 상태는 이진수 1입니다.역극성(A +, B -)은 이진수 0입니다.이 표준은 두 상태에 논리 함수를 할당하지 않습니다.

전이중 동작

RS-422와 마찬가지로 RS-485는 4개의 [8]와이어를 사용하여 전이중으로 만들 수 있습니다.다만, RS-485는 멀티 포인트 사양이기 때문에, 많은 경우, 이것은 불필요하거나 바람직하지 않습니다.RS-485 및 RS-422는 특정 [9]제약사항과 상호 운용할 수 있습니다.

변환기, 리피터 및 스타 토폴로지

RS-485와 RS-232 사이의 컨버터는 PC와 리모트 디바이스와의 통신을 가능하게 합니다.리피터를 사용하면 매우 큰 RS-485 네트워크를 형성할 수 있습니다.TSB-89A, TIA/EIA-485-A 어플리케이션가이드라인에서는 [10]스타토폴로지의 사용을 권장하지 않습니다.

적용들

RS-485 신호는 광범위한 컴퓨터 및 자동화 시스템에서 사용됩니다.컴퓨터 시스템에서 SCSI-2 및 SCSI-3는 컨트롤러와 디스크 드라이브 간의 데이터 전송을 위한 물리층을 구현하기 위해 이 사양을 사용할 수 있다.RS-485는 상용 항공기 객실의 차량 버스에서 저속 데이터 통신을 위해 사용된다.최소한의 배선이 필요하며 여러 시트 간에 배선을 공유할 수 있어 무게를 줄일 수 있습니다.

이들은 프로그램 가능한 로직 컨트롤러 및 공장 바닥에서 사용됩니다.RS-485는 Modbus 및 Profibus의 가장 일반적인 버전을 포함하여 산업 제어 시스템을 구현하는 데 사용되는 많은 표준 및 독점 자동화 프로토콜의 기초가 되는 물리적 계층으로 사용됩니다.DH 485는 Allen-Bradley가 산업 제어 장치 라인에서 사용하는 독점 통신 프로토콜이다.일련의 전용 인터페이스 디바이스를 사용하여 PC와 산업용 컨트롤러가 [11]통신할 수 있습니다.차동이기 때문에 모터와 용접 장비의 전자파 간섭에 저항합니다.

극장 및 공연장에서는 RS-485 네트워크를 사용하여 DMX512 프로토콜을 사용하여 조명 및 기타 시스템을 제어합니다.RS-485는 AES3 디지털오디오 인터커넥트의 물리층으로서 기능합니다.

RS-485는 간단한 버스 배선과 긴 케이블 길이가 원격 장치 연결에 이상적이기 때문에 건물 자동화에도 사용됩니다.비디오 감시 시스템을 제어하거나 보안 제어판과 액세스 제어 카드 리더 등의 장치를 상호 연결하는 데 사용할 수 있습니다.

또한 모델 철도의 디지털 명령 제어 (DCC)에서도 사용됩니다.DCC 명령 스테이션에 대한 외부 인터페이스는 핸드헬드컨트롤러에[12] 의해 사용되는 RS-485 또는 네트워크 PC 환경에서 레이아웃을 제어하기 위해 사용되는 경우가 많습니다.[13]이 경우 8P8C 모듈러 커넥터가 사용됩니다.

프로토콜

RS-485는 통신 프로토콜을 정의하는 것이 아니라 단지 전기 인터페이스를 정의합니다.많은 응용 프로그램이 RS-485 신호 레벨을 사용하지만 데이터 전송 속도, 형식 및 프로토콜은 RS-485에 의해 지정되지 않습니다.다른 메이커의 유사한 디바이스라도, 신호 레벨에의 준거만으로는 상호 운용성을 보증할 수 없습니다.

신호.

RS-485 3선 접속
RS-485 신호 상태
신호. 마크(논리 1) 공간(논리 0)
A 낮다 높은
B 높은 낮다

RS-485 차동 회선은, 다음의 2개의 신호로 구성됩니다.

  • A: 로직1은 로우, 로직0은 하이,
  • B: 로직1의 경우 하이, 로직0의 경우 로우.

마크(논리 1) 조건은 전통적으로 음의 전압과 양의 전압으로 표현되는 공간(논리 0)으로 표현되므로 A는 비반전 신호로, B는 반전 신호로 간주할 수 있다.RS-485 표준 상태(파라치):[14]

  • OFF, 마크 또는 로직 1 상태의 경우 운전석 A 단자는 B 단자에 대해 음이 됩니다.
  • on, space 또는 logic 0 상태의 경우 운전석 A 단자는 B [b]단자에 대해 양의 값입니다.

SN75176부터 시작하는 가장 일반적인 장치의 진실 표에는 반전된 출력 신호가 나와 있습니다.이는 다음을 포함한 대부분의 디퍼렌셜 트랜시버 제조업체에서 사용되는 A/B 명명법에 따른 것입니다.

  • ISL4489 트랜시버의[15] 데이터 시트에 나타나 있는 인터실
  • Maxim은 MAX483[16] 트랜시버 및 신세대 3.3V 마이크로 컨트롤러용 데이터 시트에 기재되어 있습니다.
  • LTC2850, LTC2851, LTC2852의[17] 데이터시트에 나타난 리니어 테크놀로지
  • 아날로그 디바이스(ADM3483, ADM3485, ADM3488, ADM3490, ADM3491의[18] 데이터시트에 표시됨)
  • FTDI (USB-RS485-WE-1800-BT용[19] 데이터시트에 표시)

이들 제조사는 모두 표준의 의미에 동의하고 있으며, 널리 사용되고 있다.이 문제는 프로그램 가능한 [c]로직 컨트롤러 애플리케이션에서도 발생합니다.A/B 명명 사용 시 주의해야 합니다.대체 명명법은 A/B 명명 관련 혼동을 피하기 위해 자주 사용됩니다.

  • B의 대체 수단으로서 TX+/RX+ 또는 D+(아이돌의 경우 높음)
  • A 대신 TX-/RX- 또는 D-(아이돌 표시의 경우 낮음)

RS-485 표준 적합 드라이버는 54Ω 부하에서 최소 1.5V의 차동 출력을 제공하며 표준 적합 리시버는 최대 200mV까지 차동 입력을 검출합니다.이 2개의 값에 의해 케이블과 커넥터 전체의 신호가 심각하게 저하되어도 신뢰성 높은 데이터 전송에 충분한 여유가 있습니다.이러한 견고성이 RS-485가 노이즈가 많은 [28]환경에서 장거리 네트워크에 적합한 주된 이유입니다.

A와 B의 접속에 가세해, 옵션의 제3의 접속이 존재하는 경우가 있습니다(TIA 규격에서는, 적절한 [29]동작을 위해서, SC, G, 또는 수신기가 A와 B의 전압을 측정하기 위해서 사용하는 공통 신호 기준 접지라고 불리는, 모든 회선 접지간에 공통의 리턴 패스가 필요합니다).이 연결을 사용하여 수신기의 입력에 인가할 수 있는 공통 모드 신호를 제한할 수 있습니다.허용 가능한 공통 모드 전압은 -7V ~ +12V 범위, 즉 0~5V 신호 범위에서 ±7V입니다.이 범위를 넘지 않으면 기껏해야 신호가 파손되고 최악의 경우 접속된 디바이스가 파손됩니다.

특히 긴 케이블로 SC를 접속해도 서로 다른 접지를 접속하려고 하지 않도록 주의해야 합니다.SC 접속에 전류 제한을 추가하는 것이 좋습니다.건물 간의 접지는 작은 전압에 따라 달라질 수 있지만 임피던스가 매우 낮기 때문에 신호 케이블, PCB 트레이스 및 트랜시버 장치를 녹일 수 있을 정도로 치명적인 전류가 발생할 가능성이 있습니다.

RS-485에서는 커넥터 또는 핀 배치는 지정되어 있지 않습니다.회로는 나사 단자, D-서브미니처 커넥터 또는 기타 유형의 커넥터로 종단할 수 있습니다.

이 표준에서는 케이블 차폐에 대해서는 설명하지 않지만 신호 참조와 기기 케이스 접지를 상호 연결하는 바람직한 방법에 대해 몇 가지 권장사항을 제시합니다.

파형 예시

다음 그림은 비동기 스타트-스톱 방식을 사용하여 1바이트(0xD3, 최하위 비트 우선)의 데이터를 전송할 때 RS-485 회선의 A(빨간색) 및 B(파란색) 핀의 가능성을 나타내고 있습니다.

신호는 빨간색, B는 파란색으로 표시됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 경우에 따라서는 64 Mbit/[1]s의 데이터 전송 속도까지 사용할 수 있습니다.
  2. ^ 이 스테이트먼트에는, 표준의 양쪽 모두 바이너리1로 지정되어 있기 때문에, 명백한 오타가 있습니다.다음 그림에서 off 상태는 binary 1에 해당하고 on은 binary 0에 해당한다는 것은 명확합니다.
  3. ^ Modbus, BACnet 및 Profibus의 경우 D-sub 커넥터 및 M12 원형 커넥터의 정의에서 A/B 라벨은 A를 음의 녹색 와이어로, B를 양의 빨간색 와이어로 나타냅니다(Profibus [20][21]가이드 참조).표준에서 제너레이터 또는 [22]리시버의 논리 기능이 제외되어 있는 한, A(녹색, 음)가 B(빨간색, 양)보다 높습니다.그러나 이는 아이돌 마크 상태가 논리적인 것이며 종단 편광은 Profibus [23]가이드라인에서 B를 더 높은 전압으로 한다는 사실과 모순됩니다.이른바 'Pesky Polarity' 문제로 인해 저자들은 A가 TIA-485-A 표준 내에서 반전되고 있다고 생각하고 어플리케이션 게시판의 "Design Concription #3: Sometes Bus Node A is Really Bus A"[26] 섹션에서 볼 수 있는 드라이버 및 라인 라벨의 A와 B를 교환할 것을 조언했습니다.UART/MCU 아이돌 → TTL/CMOS = +5V → 라인 B 전압 > 라인 A 전압(녹색 와이어인 A가 실제로 운전자의 반전 신호에 연결되어 있음을 의미함)과 관련된 이러한 반전을 하는 것은 이제 일반적인 설계 결정입니다.[27]

레퍼런스

  1. ^ RS-485 Reference Guide (PDF), archived from the original (PDF) on 2018-05-17
  2. ^ "How Far and How Fast Can You Go with RS-485? - Application Note – Maxim". www.maximintegrated.com.
  3. ^ Soltero, Manny; Zhang, Jing; Cockril, Chris; Zhang, Kevin; Kinnaird, Clark; Kugelstadt, Thomas (May 2010) [2002]. RS-422 and RS-485 Standards Overview and System Configurations, Application Report (pdf). Texas Instruments (Technical report). SLLA070D.
  4. ^ Electronic Industries Association (1983). Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Multipoint Systems. EIA Standard RS-485. OCLC 10728525.[페이지 필요]
  5. ^ "Application Note 847 FAILSAFE Biasing of Differential Buses" (PDF). Texas Instruments. 2011.
  6. ^ "Trim-the-fat-off-RS-485-designs". EE Times. 2000.
  7. ^ "균형 디지털 멀티포인트 시스템에서 사용하기 위한 EIA 표준 RS 485 발전기 및 수신기의 전기적 특성"은 "Data Communications Standards Library, Telebyte Technology Inc., New York Greenlawn, 1985"에 수록되어 있습니다.
  8. ^ RS-485 CONNECTIONS FAQ, Advantech B+B SmartWorx, retrieved 2019-03-08
  9. ^ What is the difference between RS422 communication and RS485 communication?, Brainboxes LLC, retrieved 2019-03-08
  10. ^ TSB-89A, Application Guidelines for TIA/EIA-485-A (PDF), retrieved 2019-04-06
  11. ^ "DH-485 Industrial Local Area Network Overview". Rockwell Automation. Archived from the original on 2012-03-10. Retrieved 10 September 2010.
  12. ^ lenzusa.com, XpressNET FAQ, 2015년 7월 26일 액세스 2017년 11월 17일 Wayback Machine에서 보관
  13. ^ bidib.org, "BiDiBus, 모델 테스트를 위한 고속 버스"는 2015년 7월 26일에 액세스했습니다.
  14. ^ "Polarity conventions" (PDF). Texas Instruments. 2003.
  15. ^ "Data Sheet FN6074.3: ±15kV ESD Protected, 1/8 Unit Load, 5V, Low Power, High Speed and Slew Rate Limited, Full Duplex, RS-485/RS-422 Transceivers" (PDF). Intersil Corporation. 28 April 2006. Archived from the original (PDF) on 2004-12-04.
  16. ^ "Data Sheet 19-0122 – MAX481/MAX483/MAX485/MAX487–MAX491/MAX1487: Low-Power, Slew-Rate-Limited RS-485/RS-422 Transceivers" (PDF). Maxim Integrated. September 2009.
  17. ^ "LTC2850/LTC2851/LTC2852 3.3V 20Mbps RS485/RS422 Transceivers" (PDF). Linear Technology Corporation. 2007. Archived from the original (PDF) on 2011-03-02.
  18. ^ "ADM3483/ADM3485/ADM3488/ADM3490/ADM3491 (Rev. E)" (PDF). Analog Devices, Inc. 22 November 2011.
  19. ^ "USB to RS485 Serial Converter Cable Datasheet" (PDF). Future Technology Devices International Ltd. 27 May 2010.
  20. ^ "Profibus Interconnection Guideline (PDF)". 1.4. P International. January 2007. p. 7.
  21. ^ "SIMATIC NET Profibus Network Manual (PDF)" (PDF). Siemens. April 2009. p. 157.
  22. ^ "RS-485 Technical Manual, TIA-485 section". Wikibooks.
  23. ^ "Profibus Interconnection Guideline (PDF)". 1.4. P International. January 2007. p. 8.
  24. ^ "RS-485 Technical Manual, That Pesky Polarity". Wikibooks.
  25. ^ "RS485 Polarity Issues". Chipkins Automation Systems.
  26. ^ "Application Bulletin AB-19, Profibus Compliance: A Hardware Design Guide" (PDF). NVE Corporation. 2010.
  27. ^ "White paper: Polarities for Differential Pair Signals". Advantech B+B SmartWorx.
  28. ^ "The RS-485 Design Guide" (PDF). Texas Instruments.
  29. ^ ANSI/TIA/EIA-485-A, 15페이지, A.4.1

외부 링크

Wikibooks에서는, 다음의 토픽에 관한 서적을 준비하고 있습니다.RS-485 테크니컬 매뉴얼