**1 **RS-485 の概要
RS-232 と同様、RS-485 はシリアル通信規格です。現在の正式な名称は TIA-485/EIA-485-A ですが、一般に RS-485 規格と呼ばれています。 RS-485 は、産業オートメーション、自動車、ビル管理などの業界で広く使用されています。 EIA 標準シリーズの中で、RS-485 プロトコルは最も多用途であると考えられており、4 つのシリアル通信標準すべてにわたって優れたパフォーマンスを示しています。
RS-485 バスは、RS-232 の欠点、つまり、通信距離が短く、データ レートが低いという欠点を克服しています。 RS-485 は最大 10 Mbit/s のデータ速度をサポートし、理論上の通信距離は最大 1,200 メートルです。 RS-232 のシングルエンド伝送とは異なり、RS-485 は、一方のワイヤが A として指定され、もう一方のワイヤが B として指定される、一対のツイストペア線を介した差動伝送を使用します。
**2 **RS-485 物理層
RS-485 物理層は、デバイスと物理伝送媒体の間で生データを送信する役割を果たします。電気信号からデジタル データへの変換を処理すると同時に、電圧レベル、タイミング、データ レート、その他のパラメーターも定義します。
① 差動信号
長距離のケーブル配線では信号が減衰し、ノイズや干渉が発生する可能性が高くなります。-これは、ケーブル A と B の電圧振幅の変化として現れます。ただし、差動線を使用する利点は、2 つの信号の差を差し引くことで干渉が打ち消され、正常な信号が出力されることです。両方の信号線の同一電圧を無視する差動レシーバーの機能は、コモンモード除去と呼ばれます。-。
この規格では、ロジック 1 が +2V ～ +6V、ロジック 0 が -6V ～ -2V であると規定されています。
RS-485 は特定のバス電圧を必要としません。最小の差動電圧のみが考慮されます。ケーブル長が長くなると、受信機が受信する電圧が +/- 200 mV に低下する可能性がありますが、これは RS-485 にとっては完全に許容範囲内ですが、これは RS-485 の利点の 1 つです。
多くのトランシーバーは TIA/EIA-485A 規格を満たすか、それを超えています。ただし、実際のアプリケーションでは、デバイスの指定されたパラメータが優先されます。たとえば、特定のトランシーバーの負の最小入力しきい値は -200 mV です。
② 信号の定義
RS-485 信号線の定義
DB9 オスおよびメス コネクタの概略図
| DB9 | リングインジケーター | ピン名 |
|
1 |
CD | キャリア検出 |
| 2 | RXD | データを受信する |
| 3 | テキサス州 | データの送信 |
| 4 | DTR | データターミナル対応 |
| 5 | GND | システムアース |
| 6 | DSR | データ準備完了 |
| 7 | RTS | 送信リクエスト |
| 8 | CTS | 送信可能 |
| 9 | RI | リングインジケーター |
DB9 ピン割り当て
キャリア検出 (CD) この制御信号は、コンピュータがデータ送信に使用できるキャリア信号を検出したことをモデムがコンピュータに通知するときに使用されます。
データ受信 (RXD) このラインは 2 つのソース間のデータ送信に使用されます。例としては、モデムから受信してコンピュータに送信されるデータがあります。
送信データ (TXD) これは、送信データを実際に伝送する回線です。
データ ターミナル レディ (DTR) この信号は、コンピュータがデータを送信する準備ができていることを示します。
システム グラウンド (GND) グラウンドへの物理的な接続を指し、回路内の電圧を測定するためのベースラインとして、または電流を戻すための共通経路として使用されます。
25-ピン RS-485 半二重および全二重コネクタのピン配置図
DTR 信号と比較すると、データ セット レディ (DSR) 信号は、モデムが動作可能でデータを受信できることをコンピュータまたは端末に通知します。
この信号の場合、Ready to Send (RTS) 信号を有効にするために正の電圧が必要です。これは、データセットとデータ端末間で干渉のない伝送が可能であることを示しています。-
データ端末とモデム間の接続が確立された後、Clear to Send (CTS) 信号が送信され、データ端末が通信を開始できることを確認したことを確認します。
リング インジケータ（RI）は、データセットを操作しているモデムに低周波信号が検出されたことを警告する役割を果たします。{0}}この信号はデータ端末に警告するだけであり、デバイス間のデータ送信には影響しません。
ピン割り当ては、それぞれ 2 接点と 4 接点を介して DB9 コネクタと DB25 コネクタに接続します。
DB25 コネクタの TxD+ および TxD- ラインはデータを送信し、RxD+ および RxD- ラインは受信データを伝送します。これらは差動信号であるため、より長い距離を伝送できます。
RS-485 インターフェイスは、伝送距離とデータ レートの点で RS-232 プロトコルよりも優れています。最大 10 メートルの距離で 30 ～ 35 Mbps のデータ レートをサポートします。最大 1,200 メートルの距離で 100 Kbps のデータ レートを実現できます。 RS-485 は主に、平衡差動インターフェイスを利用するマルチポイント構成で使用されます。
RS-485 ケーブルのピン配置に示されているように、このインターフェイスはすべての信号が差動構成になっています。
● CTS+ 信号と CTS- 信号、および RTS+ 信号と RTS- 信号はハンドシェイク制御信号として使用されます。
● TxD+ および TxD- はデータ送信に使用されます。
● RxD+ と RxD- はデータの受信に使用される回線です。
マルチポイント構成では、最大 32 台のデバイスを 1 台のマスター制御デバイスに接続できます。 VSAT NMS (ネットワーク管理システム) はその一例です。この実装では、PC 上で実行されるソフトウェアがさまざまなサブシステムを監視および制御できます。これらには、MUX、モデム、RF アップ/ダウン コンバータ、その他のネットワーク コンポーネントが含まれます。このタイプの実装が正しく機能するには、NMS アプリケーションを実行している PC と接続されているすべてのサブシステムの両方に RS-485 コネクタが正しく配線されている必要があります。
RS485 インターフェースの説明
RS485 (EIA485) インターフェースは非常に堅牢であることが証明されており、そのマルチポイント トポロジにより、産業分野で最も一般的な通信プロトコルとなっています。- RS422 プロトコルは、データ送信に差動信号を使用するという点で RS485 に似ています。
RS-485 には 2 つのタイプがあります。
● 半二重 RS-485 には 2 つのピンがあります。-
● 全二重 RS-485 には 4 つのピンがあります。-
データの送受信を同時に行う必要がある場合は、全二重モードを使用できます。-半二重モードでは、常にデータの送受信のみが可能です。
ラインの電圧範囲は -7 V ～ +12 V です。
RS-485 プロトコルの実装に必要な特定のコネクタ タイプはありませんが、ほとんどの場合、DB9 コネクタまたは端子台が使用されます。
特定の RS-485 コネクタはピン構成が異なる場合があります。実際の構成は、デバイスに付属のマニュアルに基づいて決定できます。
RS{2}}485 デバイスを 2 ピンで接続-半二重 RS-485 ピン割り当て
RS{2}}485 デバイスを 4 ピンで接続-全二重 RS-485 ピン割り当て
現在の RS-485 コンバータの多くは RS-422 と互換性があるため、これらのコンバータでは、RS-485 の A+ および B- に対応する T/R+ および T/R- というラベルの付いた信号がよく見られます。
③ トポロジ
RS-485 は 2 線構成と 4 線構成の両方をサポートしています。- 4 線構成はポイントツーポイント通信に限定されており、現在ではほとんど使用されていません。{6} 2 線構成がより一般的に使用されます。この構成ではバス トポロジが採用されており、単一バス上に最大 32 ノードを接続できます。
I²C と同様、RS-485 バスはマスター-スレーブ モードで動作します。ポイントツー-シングルスレーブ モードとマルチスレーブ モードの両方をサポートしていますが、マルチマスター モードはサポートしていません。-
