RS-485가 그렇게 간단합니까?

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 +/- 200mV로 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

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.

RS-485 트랜시버

RS-485는 차동 전송을 사용합니다. 마이크로컨트롤러를 사용하여 RS-485 장치를 제어하려면 CAN 버스와 유사한 트랜시버가 필요합니다. 다음 다이어그램은 RS-485 장치를 제어하는 ​​MCU를 보여줍니다.

트랜시버 내부에는 수신기(상부)와 송신기(하부)가 있습니다. 다음은 MCU가 485 장치와 통신하는 방법을 이해하는 데 도움이 되는 트랜시버의 작동 방식에 대한 간략한 설명입니다.

송신기의 경우 진리표는 다음과 같습니다.

1. 드라이버 활성화 핀 DE가 로직 하이이면 차동 출력 A와 B는 데이터 입력 D의 로직 상태를 따릅니다. D의 로직 하이로 인해 A는 하이가 되고 B는 로우가 됩니다. 이 경우 VOD=VA – VB로 정의된 차동 출력 전압은 양수입니다. D가 로우이면 출력 상태가 반전됩니다. 즉, B는 하이가 되고 A는 로우가 되며 VOD는 음수입니다.

2. DE가 로우이면 두 출력 모두 하이-임피던스가 됩니다. 이 경우 D의 논리 상태는 관련이 없습니다.

다음 진리표가 수신기에 적용됩니다.

1. 수신기의 활성화 핀(RE)이 로직 로우이면 수신기가 활성화됩니다. VID=VA – VB로 정의된 차동 입력 전압이 양수이고 양수 입력 임계값 VIT+를 초과하면 수신기의 출력 R이 높아집니다. VID가 음수이고 음수 입력 임계값 VIT-보다 낮으면 수신기 출력 R이 낮아집니다. VID가 VIT+와 VIT- 사이에 있으면 출력이 정의되지 않습니다.

2. RE가 로직 하이 또는 플로팅인 경우 VID의 크기나 극성에 관계없이 수신기 출력은 하이 임피던스입니다.

RS-485 데이터 링크

위에서 RS-485 트랜시버의 작동 원리를 논의한 후 이제 RS{4}}485 데이터 링크에 대해 간략하게 설명하겠습니다. 먼저 이해하기 쉬운 UART 프로토콜 프레임 형식을 살펴보세요.

일반적인 RS-485 회로

다음은 온라인에서 찾은 일반적인 RS-485 회로입니다. 주목해야 할 두 가지 사항이 있습니다.

1. 활성화 신호 RE 및 DE는 리소스를 절약하기 위해 단일 GPIO로 제어할 수 있습니다. GPIO25가 하이 레벨을 출력하면 RE와 DE는 0V이고 장치는 수신 모드로 들어갑니다. GPIO25가 로우 레벨을 출력하면 RE 및 DE는 3.3V이고 장치는 전송 모드로 들어갑니다.

2. 일부 회로에서는 풀-저항이 핀 A에 추가되고 풀다운 저항이 핀 B에 추가됩니다. 그 주된 이유는 RS-485 버스가 유휴 상태에 있을 때 전압 레벨이 고정되지 않고-즉, -200mV와 +200mV 사이에서 변동하며 트랜시버가 높거나 낮은 레벨을 출력할 수 있기 때문입니다. UART는 유휴 상태일 때 높은 수준을 유지해야 합니다. 이때 트랜시버가 로우 레벨을 출력하면 UART는 이를 시작 비트로 해석하여 통신 오류를 일으킬 수 있습니다. R_u 및 R_d의 특정 값은 여기서 자세히 설명하지 않습니다. 나는 앞으로 이 주제에 관해 자세한 글을 쓸 계획이다.