**1 **RS-485 개요
RS-232와 마찬가지로 RS-485도 직렬 통신 표준입니다. 현재 공식 명칭은 TIA-485/EIA-485-A이지만 일반적으로 RS-485 표준이라고 합니다. RS-485는 산업 자동화, 자동차, 빌딩 관리 등의 산업에서 널리 사용됩니다. EIA 표준 시리즈 내에서 RS-485 프로토콜은 가장 다양한 프로토콜로 간주되며 4가지 직렬 통신 표준 모두에서 뛰어난 성능을 보여줍니다.
RS-485 버스는 RS-232의 단점, 즉 짧은 통신 거리와 낮은 데이터 속도를 극복합니다. RS-485는 최대 10Mbit/s의 데이터 속도를 지원하며 이론상 최대 1,200m의 통신 거리를 제공합니다. RS-232의 단일 종단 전송과 달리 RS-485는 한 쌍의 연선 전선을 통한 차동 전송을 사용하며, 한 전선은 A로 지정되고 다른 전선은 B로 지정됩니다.
**2 **RS-485 물리적 계층
RS-485 물리 계층은 장치와 물리 전송 매체 간의 원시 데이터 전송을 담당합니다. 전기 신호를 디지털 데이터로 변환하는 동시에 전압 레벨, 타이밍, 데이터 속도 및 기타 매개변수를 정의합니다.
① 차동 신호
장거리-케이블 연결은 신호 감쇠를 초래하고 소음 및 간섭 가능성을 높입니다. 이는 케이블 A와 B의 전압 진폭 변화로 나타납니다. 그러나 차동 라인을 사용하면 두 신호 간의 차이를 빼면 간섭이 상쇄되어 정상적인 신호가 출력된다는 장점이 있습니다. 두 신호 라인 모두에서 동일한 전압을 무시하는 차동 수신기의 기능을 공통{4}}모드 거부라고 합니다.
표준에서는 논리 1이 +2V ~ +6V이고 논리 0이 -6V ~ -2V라고 지정합니다.
RS-485에는 특정 버스 전압이 필요하지 않습니다. 최소 차동 전압만 고려합니다. 케이블 길이가 길어지면 수신기가 수신하는 전압이 +/- 200 mV로 떨어질 수 있으며 이는 여전히 RS-485에 완벽하게 허용됩니다. 이는 RS-485의 장점 중 하나입니다.
많은 트랜시버가 TIA/EIA-485A 표준을 충족하거나 심지어 초과합니다. 그러나 실제 응용 분야에서는 장치에 지정된 매개변수가 우선합니다. 예를 들어 특정 트랜시버의 최소 음수 입력 임계값은 -200mV입니다.
② 신호 정의
RS-485 신호 라인 정의
DB9 수형 및 암형 커넥터의 개략도
| DB9 | 링 표시기 | 핀 이름 |
|
1 |
CD | 캐리어 감지 |
| 2 | RXD | 데이터 수신 |
| 3 | TXD | 데이터 전송 |
| 4 | DTR | 데이터 터미널 준비 |
| 5 | 접지 | 시스템 접지 |
| 6 | DSR | 데이터 준비 |
| 7 | RTS | 요청 전송 |
| 8 | CTS | 전송하려면 지우세요 |
| 9 | RI | 링 표시기 |
DB9 핀 할당
캐리어 감지(CD) 이 제어 신호는 컴퓨터가 데이터 전송에 사용할 수 있는 캐리어 신호를 감지했음을 모뎀이 컴퓨터에 알릴 때 사용됩니다.
데이터 수신(RXD) 이 라인은 두 소스 간의 데이터 전송에 사용됩니다. 모뎀에서 수신되어 컴퓨터로 전송되는 데이터가 그 예입니다.
전송 데이터(TXD) 전송된 데이터를 실제로 전달하는 라인입니다.
데이터 터미널 준비(DTR) 이 신호는 컴퓨터가 데이터를 전송할 준비가 되었음을 나타냅니다.
시스템 접지(GND) 접지에 대한 물리적 연결을 의미하며 회로의 전압을 측정하기 위한 기준선 또는 전류 반환을 위한 공통 경로로 사용됩니다.
25-핀 RS-485 반이중 및 전이중 커넥터의 핀아웃 다이어그램
DTR 신호와 비교하여 DSR(Data Set Ready) 신호는 모뎀이 작동 중이고 데이터를 수신할 수 있음을 컴퓨터나 터미널에 알립니다.
이 신호의 경우 RTS(Ready to Send) 신호를 활성화하려면 양의 전압이 필요합니다. 이는 데이터 세트와 데이터 단말 사이에 간섭- 없는 전송이 가능함을 나타냅니다.
데이터 터미널과 모뎀 사이에 연결이 설정된 후 데이터 터미널이 통신이 시작될 수 있음을 확인했음을 확인하기 위해 CTS(Clear to Send) 신호가 전송됩니다.
링 표시기(RI)는 저주파 신호가 감지되었음을 데이터 세트를 작동하는 모뎀에 알리는 역할을 합니다. 이 신호는 단지 데이터 터미널에 경고를 보내는 것일 뿐 장치 간 데이터 전송에는 영향을 주지 않습니다.
핀 할당은 각각 2개 및 4개의 접점을 통해 DB9 및 DB25 커넥터에 연결됩니다.
DB25 커넥터의 TxD+ 및 TxD- 라인은 데이터를 전송하고 RxD+ 및 RxD- 라인은 수신된 데이터를 전달합니다. 이는 차동 신호이기 때문에 더 먼 거리로 전송될 수 있습니다.
RS-485 인터페이스는 전송 거리와 데이터 속도 측면에서 RS-232 프로토콜보다 성능이 뛰어납니다. 최대 10미터 거리에서 30~35Mbps의 데이터 속도를 지원합니다. 최대 1,200미터 거리에서 100Kbps의 데이터 속도를 달성할 수 있습니다. RS-485는 평형 차동 인터페이스를 활용하는 다중 지점 구성에 주로 사용됩니다.
RS-485 케이블 핀아웃에 표시된 대로 이 인터페이스는 차동 구성의 모든 신호를 제공합니다.
● CTS+ 및 CTS- 신호와 RTS+ 및 RTS- 신호는 핸드셰이킹 제어 신호로 사용됩니다.
● TxD+ 및 TxD-는 데이터 전송에 사용됩니다.
● RxD+ 및 RxD-는 데이터를 수신하는 데 사용되는 라인입니다.
다중 지점 구성은 단일 마스터 제어 장치에 최대 32개의 장치를 연결할 수 있습니다. VSAT NMS(네트워크 관리 시스템)가 그러한 예 중 하나입니다. 이 구현에서는 PC에서 실행되는 소프트웨어가 다양한 하위 시스템을 모니터링하고 제어할 수 있습니다. 여기에는 MUX, 모뎀, RF 업/다운 변환기 및 기타 네트워크 구성 요소가 포함됩니다. 이러한 유형의 구현이 제대로 작동하려면 NMS 애플리케이션을 실행하는 PC와 연결된 모든 하위 시스템 모두에 올바르게 배선된 RS-485 커넥터가 필요합니다.
RS485 인터페이스 설명
RS485(EIA485) 인터페이스는 매우 견고한 것으로 입증되었으며 다중-토폴로지로 인해 산업 부문에서 가장 널리 사용되는 통신 프로토콜이 되었습니다. RS422 프로토콜은 데이터 전송에 차동 신호를 사용한다는 점에서 RS485와 유사합니다.
RS-485에는 두 가지 유형이 있습니다.
● 반이중 RS-485에는 2개의 핀이 있습니다.
● 전이중-RS-485에는 핀이 4개 있습니다.
데이터를 동시에 보내고 받아야 하는 경우 전이중 모드를 사용할 수 있습니다-. 반{2}}이중 모드에서는 특정 시간에만 데이터를 보내거나 받을 수 있습니다.
라인의 전압 범위는 -7V ~ +12V입니다.
RS-485 프로토콜을 구현하는 데 필요한 특정 커넥터 유형은 없지만 대부분의 경우 DB9 커넥터 또는 터미널 블록이 사용됩니다.
특정 RS-485 커넥터는 핀 구성이 다를 수 있습니다. 장치와 함께 제공된 설명서를 기반으로 실제 구성을 확인할 수 있습니다.
2핀-반이중 RS-485 핀 할당으로 RS-485 장치 연결
4핀-전이중 RS-485 핀 할당으로 RS-485 장치 연결
오늘날 많은 RS-485 변환기는 RS-422와 호환되므로 이러한 변환기에서 RS-485의 A+ 및 B-에 해당하는 T/R+ 및 T/R- 레이블이 붙은 신호를 자주 볼 수 있습니다.
③ 토폴로지
RS-485는 2{2}}와이어 및 4{4}}와이어 구성을 모두 지원합니다. 4{5}}와이어 구성은 지점간 통신으로 제한되며 현재는 거의 사용되지 않습니다. 2선 구성이 더 일반적으로 사용됩니다. 이 구성은 버스 토폴로지를 사용하여 단일 버스에 최대 32개의 노드를 연결할 수 있습니다.
I²C와 마찬가지로 RS-485 버스는 마스터-슬레이브 모드에서 작동합니다. 지점-대-단일-슬레이브 모드와 다중-슬레이브 모드를 모두 지원하지만 다중 마스터 모드는 지원하지 않습니다.
