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西安盈沣测控YF8521工业级RS-485隔离中继器原理应用

2017-4-26 20:33:58      点击:

        西安盈沣测控YF8521工业级RS-485隔离中继器原理应用 RS-485收发器采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力;加上接收用具有高灵敏度,能检测低达200 mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。使用RS-485总线,一对双绞线就能实现多站联网,构成分布式系统,且设备简单、价格低廉,能进行长间隔通讯,因而得到了广泛的应用。由于在双绞线上的电平损耗,RS-485隔离中继器距离可达1 200 m并信号放大,因此更远间隔的应用中必须隔离中继器。网络节点数与所选芯片驱动能力和接收器的输进阻抗有关。RS-485标准规定了最大总线负载为32个单位负载,若应用中总线负载大于32个单位负载则必须使用RS-485隔离中继器

 RS-485隔离中继器原理

RS-485隔离中继器是半双工方式,两线双向传送差分信号,具有多点、双向通讯能力,即答应多个发送器和接收器连接到同一条总线上,传输线上信号的传输方向不定。因此,识别和控制好传输线上的信号传递方向是设计RS-485转换器的关键。

RS-485标准规定数据信号采用差分传输方式(differential drivel mode),也称为“平衡传输”。它使用一对双绞线,将其中一根线定义为A,另一根线定义为B.

通常情况下,RS-485隔离中继器A、B之间的正电平在+2~+6 V,是一种逻辑状态;负电平在-6~-2 V,是另一种逻辑状态。在隔离中继器件中,一般有一个“使能”控制信号,用于控制发送器与传输线的切断和连接。当“使能”端为低电平时,发送器输出处于高阻状态,称作“第三态”。它是有别于逻辑“1”与“0”的第三种状态。

对于RS-485隔离中继器,也作出与发送器相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将A-A与B-B对应相连。当在接收端A、B之间有大于+200 mV的电平时,输出为正逻辑电平;小于~200 mV时,输出为负逻辑电平。在接收器的接收平衡线上,电平范围通常为200 mV~6 V.

RS-485隔离中继器型号YF8521同样定义逻辑1(正逻辑电平)为B>A的状态,逻辑0(负逻辑电平)为A>B的状态,A、B之间的压差不小于200 mV。在隔离中继器件中,一般也有一个“使能”控制信号,用于控制接收器与传输线的切断和连接。当“使能”端为高电平时,接收器与传输线切断,接收器输出为高电平;当“使能”端为低电平时,接收器输出电平与总线信号的逻辑电平一致。

正常工作时主要有三个状态:空闲状态,数据从RS-485收发器U1边的总线往RS-485收发器U2边的总线传送(简称“数据右传状态”),数据从RS-485收发器U2边的总线往RS-485收发器U1边的总线传送(简称“数据左传状态”)。

(1) 空闲状态

隔离中继器上电启动运行或总线上没有数据传送时,隔离中继器工作在空闲状态。RS-485收发器U1、U2均为接收数据状态,U1、U2的EN1、EN2引脚均为低电平。

(2) 数据右传状态

隔离中继器U1边检测到连接其A、B引脚总线上的差动信号有数据向右边传送时,它通过RS-485收发器U1的RO引脚以RS-232的方式逐位接收数据,并通过。RS-485收发器U2的DI引脚以RS-232的方式逐位输出数据。传送顺序为先传一个低电平起始位,再传8位数据位,最后传1位高电平结束位,为一数据帧,此段时间U2的EN2引脚应为高电平。此后U2将一直输出高电平直到下一帧数据到来之前,U2的EN2引脚也应为低电平且处于接收状态。

(3) 数据左传状态

数据左传状态的过程与数据右传状态一致,只是在一数据帧时间段内U2的EN2引脚应为高电平。

当总线上干扰较大时也有可能发生总线冲突,数据右传状态和数据左传状态同时发生。此时,总线上的信号是无效的,但总线冲突(总线双方同时活动)并不需要中继器来处理和解决,而是由通讯协议来处理和防止的。要求总线冲突(或干扰)结束后RS-485隔离中继器的方向控制器总能自动恢复正常工作。