W standardzie RS485 transfer danych odbywa się za pomocą sygnałów różnicowych, co pozwala uzyskać duże odległości transferu danych. W zależności od konfiguracji systemu wymiany danych, transmisja może się odbywać simpleksowo (w danej chwili w jedną stronę, wystarczy jedna para przewodów) lub dupleksowo (jednocześnie w obydwu kierunkach, konieczne są dwie pary przewodów). Produkowany przez Analog Devices (ADI) układ ADM2482 pełni funkcję dupleksowego interfejsu warstwy fizycznej co oznacza, że zapewnia on konwersję sygnałów pomiędzy poziomami TTL/CMOS/TTL-LV a liniami różnicowymi (rysunek 1).
Rys. 1. Przykładowa konfiguracja dupleksowego systemu komunikacyjnego RS485 z układami ADM2482
W przykładzie pokazanym na rysunku 1 urządzenie master będzie odbierać dane od wielu urządzeń podrzędnych slave i wysyłać transmisję odbieraną jednocześnie przez wszystkie urządzenia podporządkowane. Zarówno odbiór danych jak i transmisja mogą przebiegać równocześnie, co wymaga zastosowania dwóch par skrętek. Do jednej podłączony jest układ odbiorczy mastera i układy nadawcze urządzeń podrzędnych natomiast do drugiej układ nadawczy mastera i układy odbiorcze urządzeń podrzędnych. Także w tym przypadku należy zadbać o podłączenie wszystkich końcówek odwracających i nieodwracających do odpowiednich przewodów skrętek.
Na rysunku 2 pokazano schemat systemu pracującego w konfiguracji simpleksowej z wykorzystaniem dupleksowego transceivera ADM2842. W tej konfiguracji mikrokontrolery współpracujące z transceiverami RS485 muszą samodzielnie zarządzać kierunkiem transmisji danych w każdym węźle.
Rys. 2. Przykładowa konfiguracja simpleksowego systemu komunikacyjnego RS485 z układami ADM2482
Obwody nadawcze i odbiorcze wszystkich układów w konfiguracji simpleks przyłączone są do tej samej pary przewodów. W połączeniu tego typu należy zadbać o to, aby różnicowe końcówki odwracające zarówno nadajników jak i odbiorników oznaczone jako B i Z były dołączone do jednego przewodu skrętki, a końcówki nie odwracające oznaczone jako A i Y do drugiego. O porządek transmisji musi zadbać protokół opracowany przez użytkownika, który musi zapobiegać m.in. jednoczesnemu nadawaniu przez dwa lub więcej urządzeń.
| Najważniejszą cechą układu ADM2482, wyróżniającą go pośród konkurencji, jest separacja galwaniczna linii TTL/CMOS/TTL-LV a liniami różnicowymi. |
Schemat blokowy układu ADM2482 pokazano na rysunku 3, zaznaczono na nim barierę galwaniczną, która separuje linie TTL/CMOS/TTL-LV od linii różnicowych.
Rys. 3. Schemat blokowy układu ADM2482 z zaznaczoną barierą galwaniczną
Podstawowe cechy układu ADM2482:
|
Do przesyłu danych cyfrowych z dużymi szybkościami na odległości kilkuset lub więcej metrów wykorzystuje się transmisję różnicową w której nośnikiem sygnałów jest skrętka 2 przewodowa. W odróżnieniu od standardowej transmisji gdzie poziom logiczny kodowany jest poziomem napięcia względem masy w transmisji różnicowej stan logiczny kodowany jest jako różnica napięć w dwóch skręconych ze sobą przewodach. Skrętka jest bardziej odporna na elektromagnetyczne zakłócenia transmisji, gdyż w przypadku ich wystąpienia w obydwu przewodach generowane są siły elektromotoryczne o podobnej wartości. Ponieważ stan logiczny kodowany jest jako różnica napięć, zmiana poziomu napięcia w obydwu przewodach skrętki nie wpływa na przesyłane dane.
Na rysunku 4 pokazano schemat dupleksowego interfejsu RS485 z separacją galwaniczną, którego wygląd (po zmontowaniu na testowej płytce drukowanej, której dokumentację PCB można pobrać na końcu artykułu) pokazano na fotografii 5.
Sygnał wysyłany z węzła, o poziomie TTL/CMOS/TTL-LV, jest podawany na wyprowadzenie TxD układu ADM2842 i po przekształceniu na sygnał różnicowy pojawia się na wyjściach Y i Z. Wyjścia te można odłączyć od linii transmisyjnej po podaniu stanu niskiego na nóżkę DE. Jeżeli na nóżce DE będzie stan wysoki wyjścia Y i Z będą wysyłały sygnał różnicowy za pośrednictwem skrętki. W części odbiorczej sygnał różnicowy ze skrętki podawany jest na wejścia A i B. Po przekształceniu do poziomu TTL sygnał danych pojawia się na nóżce RxD. Wyprowadzenie RxD może zostać wyłączone (wprowadzone w stan wysokiej impedancji) przez ustawienie stanu wysokiego na nóżce RE.
