SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  7
RS 485 :
- Chuẩn RS-232 dùng đường truyền không cân bằng vì các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường mass
chung, do đó tốc độ truyền và khoảng cách truyền bị giới hạn. Khi cần tăng khoảng cách và tốc độ
truyền phương pháp dùng hai dây trở nên hữu hiệu hơn vì hai dây có đặt tính giống nhau, tín hiệu truyền
đi là hiệu số điện áp giữa hai dây. Do đó, loại trừ được nhiễu chung.
- Tín hiệu từ máy tính theo chuẩn RS-232 có mức điện áp là ±12V phải đổi
sang mức TTL 0 -> 5V dùng vi mạch MAX 232, sau đó tín hiệu đơn được đổi sang tín hiệu vi sai dùng vi
mạch MAX 485. Điện áp vi sai phải lớn hơn 200mV. Nếu Vab> 200mV ta coi như logic 1 được truyền còn
nếu Vab < -200mV thì logic0 đươc truyền.
- Truyền RS-485 là công nghệ truyền được sử dụng thường xuyên bởi
PROFIBUS. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm tất cả các lĩnh vực mà trong đó cần lắp đặt không đắt tiền,
đơn giản và truyền tốc độ cao.Người ta dùng cáp đồng xoắn kép có bọc (STP).
- Công nghệ truyền RS-485 thì dễ xử lý. Lắp đặt cáp xoắn kép (TP) không
cần kiến thức chuyên gia.Kiến trúc Bus cho phép thêm và lấy đi các trạm mà không làm ảnh hưởng đến
các trạm khác.Những mở rộng sau này không làm ảnh hưởng đến các trạm đang hoạt động.
- Giao tiếp EIA RS-485 là một cải tiến của chuẩn RS-422A. Đặc tính điện
của nó giống như chuẩn RS-422A. RS-485 là chuẩn truyền vi sai, sử dụng hai dây cân bằng. Với RS-485 tốc
độ truyền có thể đạt đến 10Mbs và chiều dài cáp có thể lên đến 1.2km. Điện áp vi sai ngõ ra từ +1.5V ->
+5V nếu là logic mức 0 và mức logic 1 sẽ là từ -1.5V -> -5V. Một đặc điểm quan trọng của RS-485 là có thể
cung cấp đến 32 Drivers và Receivers trên cùng một đường truyền.Điều này cho phép tạo thành một
mạng cục bộ.Để có khả năng như vậy, ngõ ra Driver RS-485 phải là ngõ ra 3 trạng thái.Và do đó một
Slave sẽ ở trạng thái tổng trở cao khi nó không được chọn để giao tiếp cùng với Master.
- Chỉ có một trạm được chọn làm Master, các trạm còn lại đều là Slave.
Master được quyền truyền bất cứ lúc nào, nó sẽ chỉ đị nh một Slave bất kì giao tiếp với nó. Slave chỉ có
thể truyền sau khi nhận được lệnh của Master. Mọi Slave có một đị a chỉ riêng trên đường truyền và sẽ
không được phép truyền nếu không có yêu cầu từ Master..
+ Đặc điểm :
- P RS _485 là chuẩn giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ cân bằng, sự truyền
thông tin trên.
- P dây xoắn đôi bán song công (Half _ Duplex), nghĩa là tại một thời điểm
bất kì trên dây truyền chỉ có thể là một thiết bị hoặc là truyền hoặc là nhận.
- RS_485 cho phép 32 bộ truyền trên bus.
- RS_485 có ngõ ra 3 trạng thái.
- RS_485 cho phép tốc độ truyền tối đa là 10Mbps.
Cách lắp đặt RS-485:
Tất cả các thiết bị được nối vào cấu trúc Bus tối đa 32 trạm (Master hay
Slave) có thể được nối vào một Sement (đoạn). Bus được kết thúc bằng Bus tích cực (Active Bus
Terminator) ở đầu và cuối mỗi Segment.Để đảm bảo hoạt động không có lỗi thì cả đầu kết thúc Bus luôn
luôn được có điện.
Mạng RS485:
Việc truyền nhận giữa PC và các kit Vi xử lí, giữa các Vi xử lí với nhau được thực hiện thông qua mạng theo
chuẩn RS485. Dưới đây xin trình bày kỉ về lí do tại sao lại chọn chuẩn RS-485 cho mạng trên và một số
vấn đề cần lưu ý khi sử dụng chuẩn RS-485.
Ta dùng cổng nối tiếp (cổng COM ) để thực hiện giao tiếp giữa PC với các Kit Vi xử lí. Các nhà sản xuất
máy tính đã chuẩn hoá giao tiếp cho cổng nối tiếp(cổng COM) là chuẩn RS-232. Vào năm 1962 Hiệp hội
các nhà Công Nghiệp Điện Tử (EIA) đã cho ban hành chuẩn RS-232 áp dụng cho cổng nối tiếp. Các chữ RS
được viết tắt từ Recommended Standard (Tiêu chuẩn được đề nghị ). Ghép nối qua cổng nối tiếp theo
chuẩn RS-232 là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để ghép nối các thiết bị ngoại vi
với máy tính giữa các máy tính với nhau. Qua cổng nối tiếp có ghép nối chuột, modem, bộ biến đổi AD,
các thiết bị đo lường, ghép hai máy tính…Số lượng và chủng loại các thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng
nối tiếp đứng hàng đầu trong số các khả năng ghép nối với máy tính.
Tuy nhiên chuẩn RS-232 chỉ cho phép ghép nối một-một, do đó không thể áp dụng cho mạng cần thiết
kế. Việc chọn một chuẩn truyền thông khác là cần thiết, và sử dụng Chuẩn RS-485 là chọn lựa hợp lí.
Mạng sử dụng chuẩn RS-485 rất đa dạng: ta có thể ghép nối các PC với nhau, hoặc giữa PC với các Vi xử lí,
hoặc bất kì thiết bi truyền thông nối tiếp bất đồng bộ nào. Khi so sánh với Ethernet và những giao diện
truyền thông theo những chuẩn khác thì giao diện RS-485 đơn giản và giá thành thấp hơn nhiều.
Đối với một mạng Multi-network thực sự gồm nhiều mạch phát và nhận cùng nối vào một đường dây bus
chung, mỗi node đều co thể phát và nhận data thì RS485 đáp ứng cho yêu cầu này. Chuẩn RS-485 cho
phép 32 mạch truyền và nhận cùng nối vào đường dây bus (với bộ lặp Repeater tự động và các bộ truyền
nhận trở kháng cao,giới hạnh này có thể mở rộng lên đến 256 node mạng). Bên cạnh đó RS-485 còn có
thể chị u được các xung đột data và các điều kiện lỗi trên đường truyền.
Một số ưu điểm của RS-485:
- Giá thành thấp:
Các bộ điều khiển Driver và bộ nhận Receiver không đắt và chỉ yêu cầu cung cấp nguồn đơn +5V để tạo
ra mức điện áp vi sai tối thiểu 1.5V ở ngõ ra vi sai.
- Khả năng nối mạng:
RS-485 là một giao diện đa điểm, thay vì giới hạn ở hai đơn vị , RS-485 là giao diện có thể cung cấp cho
việc kết nối có nhiều bộ truyền và nhận. Với bộ nhận có trở kháng cao kết hợp với bộ repeater, RS-485 có
thể cho kết nối lên đến 256 node.
- Khả năng kết nối:
RS-485 có thể truyền xa 1200m, tốc độ lên đến 10Mbps.Nhưng 2 thông số này không xảy ra cùng lúc. Khi
tốc độ truyền tăng thì tốc độ baud giảm. Ví dụ: khi tốc độ là 90Kbps thì khoảng cách là 1200m, 1Mbps thì
khoảng cách là 120m, còn tốc độ 10Mbps thì khoảng cách lá 15m.
Sở dĩ, RS-485 có thể truyền trên một khoảng cách lớn là do chúng sử dụng đường truyền cân bằng. Mỗi
một tín hiệu sẽ truyền trên một cặp dây, với mức điện áp trên một dây là điện áp bù (trái dâú ) với điện
áp trên dây kia. Receiver sẽ đáp ứng phần hiệu giữa các mức điện áp
Một thuật ngữ khác của đường truyền tín hiệu dạng này là vi sai tín hiệu.
Khi thực hiện trao đổi thông tin ở tốc độ cao, hoặc qua một khoảng cách lớn trong môi trường thực,
phương pháp đơn cực (single-ended) thường không thích hợp. Việc truyền dẫn dữ liệu vi sai (hay tín hiệu
vi sai cân bằng) cho kết quả tốt hơn trong phần lớn trường hợp. Tín hiệu vi sai có thể loại bỏ ảnh hưởng
do sự thay đổi khi nối đất và giảm nhiễu có thể xuất hiện như điện áp chung trên mạng. Khi đường dây
qua môi trường nhiễu, nhiễu tác động lên hai dây là như nhau.Vì Receiver nhận tín hiệu bằng cách lấy
chênh lệch áp giữa hai đường dây (vi sai), nên nhiễu được tự động triệt tiêu. Ngược lại, RS-232 dùng dây
bất cân bằng hay đơn cực, bộ nhận đáp ứng theo sự khác biệt mức điện áp tín hiệu và đường dây đất
dùng chung (một giao diện bất cân bằng có thể có nhiều dây đất nhưng tất cả đều được nối lại với nhau).
Do đó tín hiệu nhận được ở Receiver là tín hiệu từ bộ Transmitter cộng với nhiễu và sụt áp trên đường
dây, điều này có thể làm cho dữ liệu mà Receiver đọc được bị sai lệch.
Một thuận lợi khác trên đường dây cân bằng là chúng tránh được (trong một giới hạnh nào đó) sự chênh
lệch điện thế trên dây đất giữa bộ truyền và bộ nhận. Trong một liên kết dài, điện thế đất giữa bộ truyền
và bộ nhận có thể chênh lệch nhau. Đối vối đường dây bất cân bằng, điều này có thể làm bộ nhận đọc sai
tín hiệu vào, nhưng đối với đường dây cân bằng, sự chênh lệch này không ảnh hưởng gì bởi bộ nhận chỉ
phân biệt mức logic trên đầu vào dựa vào sự khác biệt giữa hai dây tín hiệu.
Trên thực tế các linh kiện RS-485 chỉ chị u được sự chênh lệch điện áp giữa các đất trong giới hạn chỉ
đị nh trong Datasheet.Một cách khác để khử hoặc giảm vấn đề điện áp đất này là cách ly đường kết nối
để điện thế đất của bộ truyền và bộ nhận không bị ảnh hưởng lẫn nhau.
Vì có khả năng chống nhiễu tốt như vậy nên chuẩn RS-485 có khả năng truyền dữ liệu trên một khoảng
cách xa. Chuẩn TIA/EIA-485 gọi hai đường dây vi sai là A và B. Tại bộ truyền tín hiệu vào có mức logic TTL
cao sẽ làm cho mức áp trên dây A dương hơn trên dây B, và mức logic thấp sẽ làm cho điện áp trên dây B
dương hơn dây A. Tại bộ nhận, nếu mức áp trên dây A dương hơn dây B thì mức logic TTL sẽ xuất ra là
cao, ngược lại là thấp.
Tại bộ nhận RS-485, tầm vi sai đầu vào A và B chỉ cần trên 0.2V (tức 200mV). Nếu áp tại A lớn hơn B
0.2V thì bộ nhận sẽ hiểu đây là mức logic 1, ngược lại sẽ hiểu là mức logic 0. Nếu chênh lệch giữa A và B
nhỏ hơn 0.2V, mức logic sẽ không được xác đị nh. Sự khác nhau về yêu cầu điện áp tại bộ truyền và bộ
nhận tạo ra độ giới hạn nhiễu khoảng 1.3V, tín hiệu vi sai có thể méo dạng hoặc có xung nhiễu bằng
1.3V và tạo bộ nhận vẫn nhận được đúng mức logic. Giới hạn nhiễu này tuy nhỏ hơn so với RS-232 nhưng
ta nên nhớ rằng tín hiệu vi sai của RS-485 đã được triệt tiêu phần lớn nhiễu từ khi mới bắt đầu.
5.1.1.Mạng truyền nhận RS-485.
Mạng RS-485 được thiết kế dựa trên giao thức chủ –tớ, hoạt động dựa vào chân điều khiển RTS.Chân RTS
có nhiệm vụ cho một node của mạng được phép truyền hoặc nhận.Điều này làm cho mạng có thể dễ
dàng tránh được sự xung đột đường truyền.
5.1.1.1.Mạch chuyển đổi RS-232 sang RS-485.
Rò ràng là cổng Com của PC thực hiện truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232, do đó ta phải thực hiện một
mạch chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485.
Mạch chuyển đổi này phải thoã mãn các yêu cầu sau:
- Đáp ứng nhanh
- Hoạt động tin cậy
- Đơn giản, giá thành rẻ
Mạch thiết kế được dựa trên hai IC cơn bản là MAX 232 và SN75176B. Max 232 là IC của hãng Maxim
dùng để chuyển đổi tín hiệu từ chuẩn RS-232 sang TTL và ngược lại. SN75176B dùng (của hãng Texas
Intrument ) để chuyển đổi tín hiệu từ RS-485 sang TTL và cũng như từ TTL sang RS-485. Ta có thể thay
Max 232 bằng HIN 232CP, thay SN75176B bằng Max 485, LTC 485 hay DS3695.
Khi sử dụng Max 232 cần lưu ý các đặc điểm sau: vì nó thực hiện chuyển đổi giữa chuẩn RS-232 sang TTL
cho nên áp ở đầu vào sẽ bị đổi mức ở đầu ra.Ví dụ: áp ra chân 14 là +12V thì chân 11 (ngõ vào của chân
14) áp sẽ là 0V, ngược lại nếu tại chân 14 áp là -12V thì tại chân 11 là +5V.
Nguyên lý hoạt động của mạch:
- Tín hiệu RS-232 từ cổng Com của PC (chân 2,3,7) được đưa vào ngõ vào và ra RS-232 của Max 232 (chân
14,8 và 13), ngõ ra và ngõ vào TTL của Max 232 (chân 11,9 và 12) sẽ được đưa vào ngõ vào và ra TTL của
SN75176B. Ngõ ra của SN75176B (chân 6 và 7) sẽ là tín hiệu ở dạng thức RS-485.
- Khi truyền dữ liệu thì đưa chân RTS lên mức cao, chân RE và DE của SN75176B sẽ ở mức cao. RE ở mức
cao sẽ cấm nhận, DE tích cực mức cao, do đó mạng ở trạng thái truyền tín hiệu.
- Khi nhận dữ liệu thì đưa chân RTS xuống mức thấp, chân DE ở mức thấp sẽ cấm truyền, RE ở mức thấp
sẽ cho phép nhận.
Với hoạt động của mạch chuyển đổi như trên thì mạng này chỉ truyền dữ liệu theo kiểu half-duplex.
Điều khiển truyền nhận được thực hiện bằng chân RTS. Như vậy, khi PC cần truyền data, nó sẽ kích chân
RTS sao cho chân số 3 của SN75176B lên nức cao và bắt đầu thực hiện truyền dữ liệu. Thực hiện truyền
dữ liệu xong,chân số 2 của SN75176B sẽ được đưa xuống mức thấp để chờ các tín hiệu trả về từ các
Slave. Công việc sẽ được tiếp tục như vậy cho đến khio kết thúc quá trình truyền nhận.
Tuy nhiên do tính chất và hoạt động của Max 232 và chuẩn RS-232, khi chân 7 của cổng Com (chân RTS )
ở mức cao thì chân 12 của Max 232 lại ở mức thấp, Truyền nhận nối tiếp theo chuẩn UART, các đường
truyền TXD và RXD luôn ở bit 1 (5V theo chuẩn TTL). Đến khi có tín hiệu được truyền thì đường truyền
được hạ xuống bit 0 ( 0V theo chuẩn TTL) để bắt đầu bit START. Chuẩn RS-232 qui đị nh bit 1 là mức áp
thấp từ -3V đến -12V, bit 0 là mức áp cao từ +3V đến +12V. Chuẩn TTL lại qui đị nh ngược lại, bit 1 là mức
áp cao ( tối đa +5V), bit 0 là mức áp thấp (thấp nhất là 0V). Do đó ở đây ta qui ước mức cao là áp dương
+5V hay +12V, mức thấp là áp âm -12V hay 0V.
Trong thực tế, việc điều khiển việc truyền nhận dữ liệu thường được thực hiện bằng chân RTS hoặc CTS.
Do đó chân 7(RTS )và chân 8(CTS)của cổng Com được nối với nhau để nhằm mục đích làm cho mạch
thêm sinh động khi sử dụng. Khi truyền chân RTS chân số 7 của cổng Com lên mức cao, khi nhận thì RTS
lại xuống mức thấp.
Trong khi mạch không thực hiện truyền nhận thì chân 9 (là chân thực hiện việc truyền dữ liệu ở dạng
TTL), chân 10 (là chân thực hiện việc nhận dữ liệu ) và chân 11 của Max 232 ở mức cao (+5V) nên chân 14
của Max 232 lại ở mức thấp vì vậy Led D4 được phân cực ngược nên không sáng. Led D5 phụ thuộc vào
chân RTS lúc đó, nếu RTS ở mức cao thì D5 sáng, RTS ở mức thấp thì D5 tắt.
Khi thực hiện truyền, RTS được kích lên mức cao nên chân 12 của Max 232 xuống mức thấp (0V).Trong
khi đó, chân 14 vẫn mang áp âm (do chân 11 luôn ở mức cao), điều này làm cho Led D4 bị phân cực
ngược nên không sáng. Lúc này dữ liệu vẫn chưa được truyền nên chân 9 vẫn ở mức cao và Led D5 sáng.
Khi dữ liệu đang được truyền, chân 9 luôn ở mức cao tại bất cứ bit 1 nào, do đó Led D5 được dùng để chỉ
ra rằng tại node này của mạng đang ở trong trạng thái đang truyền dữ liệu.
Khi thực hiện nhận, RTS được đưa xuống mức thấp nên chân 12 của Max 232 lên mức cao (+5V). Trong
khi đó, chân 9 lại ở mức cao và chân 14 mang áp âm (do chân 11 luôn ở mức cao), điều này làm Led D4
và cả Led D5 bị phân cực ngược nên không sáng. Lúc này dữ liệu vẫn chưa được truyền đến nên chân 22
luôn ở mức cao nên cả hai Led vẫn chưa sáng. Khi dữ liệu đang được nhận, chân 11 luôn ở mức thấp tại
bất cứ bit 0 nào, lúc đó chân 14 sẽ ở mức cao (+12V). Chênh lệch áp giữa hai đầu D4 (giữa 12V và 5V) làm
D4 sáng. Do đó Led D4 được dùng để chỉ rằng node này của mạng trong trạng thái đang nhận dữ liệu.
Như đã nói ở trên, khi RTS (chân số 7 của cổng Com) ở mức cao thì chân 12 của Max 232 ở mức thấp, do
đó việc chuyển đổi để chân 12 của Max 232 thành mức cao là cần thiết để thuận lợi cho việc lập trình
điều khiển. Trong mạch thực hiện (mạch thi công ), khi chân RTS ở mức cao (+12V) thì D2 và D1 đều dẫn.
Lúc đó áp ở anode của D1 sẽ bằng áp ở cathode và bằng Vcc=5V. Do đóĠ/DE ở mức cao (5V). Khi RTS ở
mức thấp thì D1 và D2 không dẫn, trong khi đó D3 dẫn làm cho áp ởĠ/DE bằng 0V (GND).
SN75176B
RS-485
TRANSCEIVER
SN75176B thực hiện việc chuyển đổi từ RS-485 sang TTL và ngược lại, cho nên việc chuyển đổi từ TTL
sang RS-485 và ngược lại rất đơn giản.
Như ở hình bên, chân 6 và 7 là 2 chân mang dữ liệu theo chuẩn RS-485. Chân 1 và 4 mang dữ liệu theo
chuẩn TTL. Khi truyền dữ liệu TTL từ chân 4 (TXD) được chuyển đổi thành dạng RS-485 và truyền đi ở
chân 6 và 7.Khi nhận dữ liệu từ chân 6 và 7 được chuyển đổi thành TTL và đưa vào chân 1.Chân 2 Ĩ) là
chân điều khiển việc nhận dữ liệu.Ġ tích cực mức thấp.Chân 3 (DE) là chân điều khiển việc truyền dữ liệu,
DE tích cực mức cao.
5.1.2. Mạng RS-485:
Mạng RS-485 được thiết kế hoạt động theo nguyên tắc Master-Slave(chủ -tớ ). Một trạm chủ (Master) có
trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho các trạm tớ Slave. Các trạm tớ (Slave) đóng vai
trò bị động, chỉ có quyền truy nhập bus và gởi tín hiệu đi khi có yêu cầu. Trạm chủ dùng phương pháp
hỏi vòng tuần tự theo chu kì để kiểm soát toàn bộ hoạt động của cả hệ thống.
Vì hoạt động diễn ra theo chu kì nên trạm chủ có trách nhiệm chủ động yêu cầu chủ động yêu cầu dữ
liệu từ trạm tớ và sau đó chuyển sang trạm tớ khác.
Phương pháp này có ưu điểm là việc kết nối các trạm tớ đơn giản,đỡ tốn kém bởi gần như toàn bộ công
việc điều khiển giao tiếp đều tập trung tại trạm chủ. Tuy nhiên, phương pháp này có hiệu suất đường
truyền thấp.Mặc dù vậy với yêu cầu trao đổi dữ liệu của đề tài thì mô hình này là đủ hợp lí.
Mặc dù tín hiệu được xác đị nh bằng điện áp chênh lệch giữa hai dây dẫn A và B, không có liên quan đến
đất, hệ thống RS-485 vẫn cần một đường dây nối chung đất cho các trạm với nhau. Đất này đơn thuần là
điểm mass, nó không cần phải nối xuống đất thực sự. Một sai lầm thường gặp là chỉ dùng hai dây để nối
hai trạm. Nếu ngõ ra A và B là thực sự cân bằng, dòng trên dây A sẽ đối ngược với dây B, nên triệt tiêu lẫn
nhau. Nhưng trong thực tế, sự cân bằng hoàn hảo là không tồn tại. Trong trường hợp như vậy, dòng tín
hiệu sẽ tìm cách quay ngược trở lại nguồn phát, bức xạ nhiễu ra môi trường xung quanh làm ảnh hưởng
đến tính tương thích điện từ của hệ thống.Việc nối đất sẽ tao ra một đường thoát có trở kháng nhỏ tại
một vị trí xác đị nh, nhờ vậy giảm thiểu tác hại gây nhiễu.
Do tốc độ truyền thông và chiều dài dây dẫn có thể khác nhau rất nhiều trong các ứng dụng, mạng RS-
485 cần sử dụng trở đầu cuối tại hai đầu dây R5,R6. Sử dụng trở đầu cuối có tác dụng chống các hiệu ứng
phụ trong truyền dẫn tín hiệu, ví dụ sự phản xạ tín hiệu.Trở đầu cuối được sử dụng có giá trị bằng trở
kháng đặc tính của cáp truyền, thường được chọn từ 10İ đến 12İ.Một sai lầm thường gây tác hại nghiêm
trọng là dùng tải đầu cuối tại mỗi trạm. Ví dụ đối với một mạng có 10 trạm thì trở kháng tạo ra do các trở
đầu cuối mắc song song sẽ là 1IJ. Trong trường hợp này hậu quả gây ra là dòng qua các trở đầu cuối sẽ
lấn áp, các tín hiệu mang thông tin tới các bộ thu sẽ suy yếu mạnh dẫn đến sai lệch hoàn toàn.
Có nhiều phương pháp chặn đầu cuối.Ngoài việc dùng một trở nối hai chân A và B (gọi là chặn song
song), ta cũng có thể dùng một tụ C mắc nối tiếp với một điện trở (gọi là chặn RC).Mạch RC này cho phép
khắc phục nhược điểm của việc dùng điện trở nói trên.Trong lúc tín hiệu ở giai đoạn quá độ, thụ C ngắn
mạch và trở R sẽ chặn đầu cuối. Khi tụ C ngưng dẫn thì sẽ ngăn chặn dòng một chiều, do đó sẽ không có
sự giảm tải gây ra do mạch chặn đầu cuối. Tuy nhiên hiệu ứng thông thấp của mạch RC làm giới hạn tốc
độ truyền của mạch.
Các điện trở phân cực nhằm mục đích giữ cho đường truyền luôn ở một trạng thái khi đường truyền rỗi.
Như trên sơ đồ, chân A được kéo lên nguồn và chân B được đưa xuống mass, đường truyền luôn ở trạng
thái bit 1, để hệ thống có thể nhận dạng bit START một cách chính xác.




Để chuyển tín hiệu từ chuẩn TTL sang chuẩn RS485 và ngược lại ta sử dụng IC MAX485.
MAX485 được thiết kế cho việc truyền nhận dữ liệu, hoạt động tương thích với chuẩn RS-232 và chuẩn
RS-485. MAX485 bao gồm đường truyền và nhận vi sai, cả hai có thể hoạt động độc lập với nhau, khi
không cho phép thì ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao. MAX485 gồm bộ phát và bộ thu, tín hiệu vào bộ
phát D logic TTL đổi thành hai tín hiệu A và B, khi tín hiệu điều khiển DE ở mức thấp thì hai chân AB cách
ly với vi mạch. Tín hiệu vào bộ thu A và B, tín hiệu ra R logic TTL tùy thuộc hiệu điện áp giữa A và B, khi
/RE logic 1 thì R cách ly với vi mạch.
Đặc điểm MAX485:
- Chuẩn EIA.
- Tốc độ truyền có thể lên tới 2.5Mbps.
- Nguồn cung cấp 5V.
- Bảo vệ quá nhiệt và ngắn mạch.
- Thời gian trể để truyền là 10ns và khi nhận là 20ns.
- Cho phép kết nối 32 trạm trên bus.
- Nhiệt độ hoạt động từ -40C đến 85C.
Chức năng các chân max485:
Bảng số 3.7.
Chân Tên Chức năng
1 RO Ngõ ra bộ thu
Nếu A>B là 200mV, RO cao
Nếu A<B là 200mV, RO thấp
2 /RE Cho phép ngõ ra bộ thu
RO được cho phép kho /RE thấp
RO là trở kháng cao khi /RE là cao
3 DE Cho phép ngõ ra phát:
Các ngõ ra phát A và B được cho phép khi DE cao
Các ngõ ra phát A và B là trở kháng cao khi DE thấp

4 DI Ngõ vào bộ phát:
DI thấp thì A thấp và B cao
DI cao thì A cao và B thấp
5 GND Nối mass
6 A Ngõ vào bộ thu và ngõ ra bộ phát đều không đảo.
7 B Ngõ vào bộ thu và ngõ ra bộ phát đều đảo.
8 VCC Nguồn cung cấp 4.75V<Vcc<5.25V.

Contenu connexe

Tendances

Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
Man_Ebook
 
Dieu khien so
Dieu khien soDieu khien so
Dieu khien so
98a14567
 

Tendances (20)

Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đĐề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
 
[ĐAMH] Điều khiển thiết bị điện qua máy tính
[ĐAMH] Điều khiển thiết bị điện qua máy tính[ĐAMH] Điều khiển thiết bị điện qua máy tính
[ĐAMH] Điều khiển thiết bị điện qua máy tính
 
Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051, HAY, 9đ
Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051, HAY, 9đĐề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051, HAY, 9đ
Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051, HAY, 9đ
 
Đề tài: Mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động, 9đ
Đề tài: Mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động, 9đĐề tài: Mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động, 9đ
Đề tài: Mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động, 9đ
 
Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
Ứng dụng phần mềm etap cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống ...
 
Thực tập hoàn thiện
Thực tập hoàn thiệnThực tập hoàn thiện
Thực tập hoàn thiện
 
Đề tài: Ứng dụng lập trình điều khiển động cơ bước sử dụng chip
Đề tài: Ứng dụng lập trình điều khiển động cơ bước sử dụng chipĐề tài: Ứng dụng lập trình điều khiển động cơ bước sử dụng chip
Đề tài: Ứng dụng lập trình điều khiển động cơ bước sử dụng chip
 
Hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC
Hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCHệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC
Hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC
 
Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều, HOT
Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều, HOTĐề tài: Thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều, HOT
Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều, HOT
 
Cảm biến gia tốc
Cảm biến gia tốcCảm biến gia tốc
Cảm biến gia tốc
 
Đồ Án Đo Điện Áp Hiển Thị Trên LCD
Đồ Án Đo Điện Áp Hiển Thị Trên LCDĐồ Án Đo Điện Áp Hiển Thị Trên LCD
Đồ Án Đo Điện Áp Hiển Thị Trên LCD
 
Dieu khien so
Dieu khien soDieu khien so
Dieu khien so
 
Tai lieu tra_cuu_pic 18f4520
Tai lieu tra_cuu_pic 18f4520Tai lieu tra_cuu_pic 18f4520
Tai lieu tra_cuu_pic 18f4520
 
Điều khiển thiết bị qua Internet
Điều khiển thiết bị qua InternetĐiều khiển thiết bị qua Internet
Điều khiển thiết bị qua Internet
 
Giáo trình linh kiện điện tử www.mientayvn.com
Giáo trình linh kiện điện tử www.mientayvn.comGiáo trình linh kiện điện tử www.mientayvn.com
Giáo trình linh kiện điện tử www.mientayvn.com
 
Truyen dien dong
Truyen dien dongTruyen dien dong
Truyen dien dong
 
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
4.2.1. thiết kế bộ điều khiển trượt cho robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên ma...
 
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm cấp phôi tự động, HAY
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm cấp phôi tự động, HAYĐề tài: Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm cấp phôi tự động, HAY
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm cấp phôi tự động, HAY
 
Đề tài: Thiết kế vòng tay đo nhịp tim sử dụng công nghệ IoTs, HAY
Đề tài: Thiết kế vòng tay đo nhịp tim sử dụng công nghệ IoTs, HAYĐề tài: Thiết kế vòng tay đo nhịp tim sử dụng công nghệ IoTs, HAY
Đề tài: Thiết kế vòng tay đo nhịp tim sử dụng công nghệ IoTs, HAY
 
đIều khiển mờ và mạng noron
đIều khiển mờ và mạng noronđIều khiển mờ và mạng noron
đIều khiển mờ và mạng noron
 

Similaire à Rs485

Chuẩn truyền tín hiệu
Chuẩn truyền tín hiệuChuẩn truyền tín hiệu
Chuẩn truyền tín hiệu
vannghiatdh
 
55727820 1-tổng-quan-tram-bts
55727820 1-tổng-quan-tram-bts55727820 1-tổng-quan-tram-bts
55727820 1-tổng-quan-tram-bts
Đào Sơn
 
Part 1 hub - switch - router -www.key4_vip.info
Part 1   hub - switch - router -www.key4_vip.infoPart 1   hub - switch - router -www.key4_vip.info
Part 1 hub - switch - router -www.key4_vip.info
laonap166
 
Tài liệu profibus
Tài liệu profibusTài liệu profibus
Tài liệu profibus
Vu Phong
 
Mang Thong Tin Quang
Mang Thong Tin QuangMang Thong Tin Quang
Mang Thong Tin Quang
Riêng Trời
 
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCSKỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
StudentCity
 

Similaire à Rs485 (20)

Chuẩn truyền tín hiệu
Chuẩn truyền tín hiệuChuẩn truyền tín hiệu
Chuẩn truyền tín hiệu
 
Thiết kế hệ thống truyền thông sử dụng lớp vật lý rs485 trong nhà thông minh ...
Thiết kế hệ thống truyền thông sử dụng lớp vật lý rs485 trong nhà thông minh ...Thiết kế hệ thống truyền thông sử dụng lớp vật lý rs485 trong nhà thông minh ...
Thiết kế hệ thống truyền thông sử dụng lớp vật lý rs485 trong nhà thông minh ...
 
55727820 1-tổng-quan-tram-bts
55727820 1-tổng-quan-tram-bts55727820 1-tổng-quan-tram-bts
55727820 1-tổng-quan-tram-bts
 
2-mt_tb.ppt
2-mt_tb.ppt2-mt_tb.ppt
2-mt_tb.ppt
 
Mạnh (1)
Mạnh (1)Mạnh (1)
Mạnh (1)
 
Cong nghe erthenet
Cong nghe erthenetCong nghe erthenet
Cong nghe erthenet
 
Thực Hiện Bộ Chuyển Nguồn Tự Động Ats Bằng Plc S7-400.doc
Thực Hiện Bộ Chuyển Nguồn Tự Động Ats Bằng Plc S7-400.docThực Hiện Bộ Chuyển Nguồn Tự Động Ats Bằng Plc S7-400.doc
Thực Hiện Bộ Chuyển Nguồn Tự Động Ats Bằng Plc S7-400.doc
 
Sdh stm.x
Sdh stm.xSdh stm.x
Sdh stm.x
 
Part 1 hub - switch - router -www.key4_vip.info
Part 1   hub - switch - router -www.key4_vip.infoPart 1   hub - switch - router -www.key4_vip.info
Part 1 hub - switch - router -www.key4_vip.info
 
Quản trị mạng (Phần 1)
Quản trị mạng (Phần 1)Quản trị mạng (Phần 1)
Quản trị mạng (Phần 1)
 
Giải nh mvt
Giải nh mvtGiải nh mvt
Giải nh mvt
 
Đề tài: Thực hiện bộ chuyển nguồn tự động ATS bằng PLC S7-400, HAY
Đề tài: Thực hiện bộ chuyển nguồn tự động ATS bằng PLC S7-400, HAYĐề tài: Thực hiện bộ chuyển nguồn tự động ATS bằng PLC S7-400, HAY
Đề tài: Thực hiện bộ chuyển nguồn tự động ATS bằng PLC S7-400, HAY
 
Tài liệu profibus
Tài liệu profibusTài liệu profibus
Tài liệu profibus
 
Tài liệu profibus
Tài liệu profibusTài liệu profibus
Tài liệu profibus
 
Mang Thong Tin Quang
Mang Thong Tin QuangMang Thong Tin Quang
Mang Thong Tin Quang
 
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCSKỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
 
Bài 1 ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI ARDUINO V2.pdf
Bài 1 ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI ARDUINO V2.pdfBài 1 ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI ARDUINO V2.pdf
Bài 1 ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI ARDUINO V2.pdf
 
Sdh
SdhSdh
Sdh
 
Vi xu ly_4_2
Vi xu ly_4_2Vi xu ly_4_2
Vi xu ly_4_2
 
Ch02
Ch02Ch02
Ch02
 

Rs485

  • 1. RS 485 : - Chuẩn RS-232 dùng đường truyền không cân bằng vì các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường mass chung, do đó tốc độ truyền và khoảng cách truyền bị giới hạn. Khi cần tăng khoảng cách và tốc độ truyền phương pháp dùng hai dây trở nên hữu hiệu hơn vì hai dây có đặt tính giống nhau, tín hiệu truyền đi là hiệu số điện áp giữa hai dây. Do đó, loại trừ được nhiễu chung. - Tín hiệu từ máy tính theo chuẩn RS-232 có mức điện áp là ±12V phải đổi sang mức TTL 0 -> 5V dùng vi mạch MAX 232, sau đó tín hiệu đơn được đổi sang tín hiệu vi sai dùng vi mạch MAX 485. Điện áp vi sai phải lớn hơn 200mV. Nếu Vab> 200mV ta coi như logic 1 được truyền còn nếu Vab < -200mV thì logic0 đươc truyền. - Truyền RS-485 là công nghệ truyền được sử dụng thường xuyên bởi PROFIBUS. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm tất cả các lĩnh vực mà trong đó cần lắp đặt không đắt tiền, đơn giản và truyền tốc độ cao.Người ta dùng cáp đồng xoắn kép có bọc (STP). - Công nghệ truyền RS-485 thì dễ xử lý. Lắp đặt cáp xoắn kép (TP) không cần kiến thức chuyên gia.Kiến trúc Bus cho phép thêm và lấy đi các trạm mà không làm ảnh hưởng đến các trạm khác.Những mở rộng sau này không làm ảnh hưởng đến các trạm đang hoạt động. - Giao tiếp EIA RS-485 là một cải tiến của chuẩn RS-422A. Đặc tính điện của nó giống như chuẩn RS-422A. RS-485 là chuẩn truyền vi sai, sử dụng hai dây cân bằng. Với RS-485 tốc độ truyền có thể đạt đến 10Mbs và chiều dài cáp có thể lên đến 1.2km. Điện áp vi sai ngõ ra từ +1.5V -> +5V nếu là logic mức 0 và mức logic 1 sẽ là từ -1.5V -> -5V. Một đặc điểm quan trọng của RS-485 là có thể cung cấp đến 32 Drivers và Receivers trên cùng một đường truyền.Điều này cho phép tạo thành một mạng cục bộ.Để có khả năng như vậy, ngõ ra Driver RS-485 phải là ngõ ra 3 trạng thái.Và do đó một Slave sẽ ở trạng thái tổng trở cao khi nó không được chọn để giao tiếp cùng với Master. - Chỉ có một trạm được chọn làm Master, các trạm còn lại đều là Slave. Master được quyền truyền bất cứ lúc nào, nó sẽ chỉ đị nh một Slave bất kì giao tiếp với nó. Slave chỉ có thể truyền sau khi nhận được lệnh của Master. Mọi Slave có một đị a chỉ riêng trên đường truyền và sẽ không được phép truyền nếu không có yêu cầu từ Master.. + Đặc điểm : - P RS _485 là chuẩn giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ cân bằng, sự truyền thông tin trên. - P dây xoắn đôi bán song công (Half _ Duplex), nghĩa là tại một thời điểm bất kì trên dây truyền chỉ có thể là một thiết bị hoặc là truyền hoặc là nhận. - RS_485 cho phép 32 bộ truyền trên bus. - RS_485 có ngõ ra 3 trạng thái. - RS_485 cho phép tốc độ truyền tối đa là 10Mbps. Cách lắp đặt RS-485: Tất cả các thiết bị được nối vào cấu trúc Bus tối đa 32 trạm (Master hay Slave) có thể được nối vào một Sement (đoạn). Bus được kết thúc bằng Bus tích cực (Active Bus Terminator) ở đầu và cuối mỗi Segment.Để đảm bảo hoạt động không có lỗi thì cả đầu kết thúc Bus luôn luôn được có điện.
  • 2. Mạng RS485: Việc truyền nhận giữa PC và các kit Vi xử lí, giữa các Vi xử lí với nhau được thực hiện thông qua mạng theo chuẩn RS485. Dưới đây xin trình bày kỉ về lí do tại sao lại chọn chuẩn RS-485 cho mạng trên và một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng chuẩn RS-485. Ta dùng cổng nối tiếp (cổng COM ) để thực hiện giao tiếp giữa PC với các Kit Vi xử lí. Các nhà sản xuất máy tính đã chuẩn hoá giao tiếp cho cổng nối tiếp(cổng COM) là chuẩn RS-232. Vào năm 1962 Hiệp hội các nhà Công Nghiệp Điện Tử (EIA) đã cho ban hành chuẩn RS-232 áp dụng cho cổng nối tiếp. Các chữ RS được viết tắt từ Recommended Standard (Tiêu chuẩn được đề nghị ). Ghép nối qua cổng nối tiếp theo chuẩn RS-232 là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính giữa các máy tính với nhau. Qua cổng nối tiếp có ghép nối chuột, modem, bộ biến đổi AD, các thiết bị đo lường, ghép hai máy tính…Số lượng và chủng loại các thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp đứng hàng đầu trong số các khả năng ghép nối với máy tính. Tuy nhiên chuẩn RS-232 chỉ cho phép ghép nối một-một, do đó không thể áp dụng cho mạng cần thiết kế. Việc chọn một chuẩn truyền thông khác là cần thiết, và sử dụng Chuẩn RS-485 là chọn lựa hợp lí. Mạng sử dụng chuẩn RS-485 rất đa dạng: ta có thể ghép nối các PC với nhau, hoặc giữa PC với các Vi xử lí, hoặc bất kì thiết bi truyền thông nối tiếp bất đồng bộ nào. Khi so sánh với Ethernet và những giao diện truyền thông theo những chuẩn khác thì giao diện RS-485 đơn giản và giá thành thấp hơn nhiều. Đối với một mạng Multi-network thực sự gồm nhiều mạch phát và nhận cùng nối vào một đường dây bus chung, mỗi node đều co thể phát và nhận data thì RS485 đáp ứng cho yêu cầu này. Chuẩn RS-485 cho phép 32 mạch truyền và nhận cùng nối vào đường dây bus (với bộ lặp Repeater tự động và các bộ truyền nhận trở kháng cao,giới hạnh này có thể mở rộng lên đến 256 node mạng). Bên cạnh đó RS-485 còn có thể chị u được các xung đột data và các điều kiện lỗi trên đường truyền. Một số ưu điểm của RS-485: - Giá thành thấp: Các bộ điều khiển Driver và bộ nhận Receiver không đắt và chỉ yêu cầu cung cấp nguồn đơn +5V để tạo ra mức điện áp vi sai tối thiểu 1.5V ở ngõ ra vi sai. - Khả năng nối mạng: RS-485 là một giao diện đa điểm, thay vì giới hạn ở hai đơn vị , RS-485 là giao diện có thể cung cấp cho việc kết nối có nhiều bộ truyền và nhận. Với bộ nhận có trở kháng cao kết hợp với bộ repeater, RS-485 có thể cho kết nối lên đến 256 node. - Khả năng kết nối: RS-485 có thể truyền xa 1200m, tốc độ lên đến 10Mbps.Nhưng 2 thông số này không xảy ra cùng lúc. Khi tốc độ truyền tăng thì tốc độ baud giảm. Ví dụ: khi tốc độ là 90Kbps thì khoảng cách là 1200m, 1Mbps thì khoảng cách là 120m, còn tốc độ 10Mbps thì khoảng cách lá 15m. Sở dĩ, RS-485 có thể truyền trên một khoảng cách lớn là do chúng sử dụng đường truyền cân bằng. Mỗi một tín hiệu sẽ truyền trên một cặp dây, với mức điện áp trên một dây là điện áp bù (trái dâú ) với điện áp trên dây kia. Receiver sẽ đáp ứng phần hiệu giữa các mức điện áp Một thuật ngữ khác của đường truyền tín hiệu dạng này là vi sai tín hiệu. Khi thực hiện trao đổi thông tin ở tốc độ cao, hoặc qua một khoảng cách lớn trong môi trường thực,
  • 3. phương pháp đơn cực (single-ended) thường không thích hợp. Việc truyền dẫn dữ liệu vi sai (hay tín hiệu vi sai cân bằng) cho kết quả tốt hơn trong phần lớn trường hợp. Tín hiệu vi sai có thể loại bỏ ảnh hưởng do sự thay đổi khi nối đất và giảm nhiễu có thể xuất hiện như điện áp chung trên mạng. Khi đường dây qua môi trường nhiễu, nhiễu tác động lên hai dây là như nhau.Vì Receiver nhận tín hiệu bằng cách lấy chênh lệch áp giữa hai đường dây (vi sai), nên nhiễu được tự động triệt tiêu. Ngược lại, RS-232 dùng dây bất cân bằng hay đơn cực, bộ nhận đáp ứng theo sự khác biệt mức điện áp tín hiệu và đường dây đất dùng chung (một giao diện bất cân bằng có thể có nhiều dây đất nhưng tất cả đều được nối lại với nhau). Do đó tín hiệu nhận được ở Receiver là tín hiệu từ bộ Transmitter cộng với nhiễu và sụt áp trên đường dây, điều này có thể làm cho dữ liệu mà Receiver đọc được bị sai lệch. Một thuận lợi khác trên đường dây cân bằng là chúng tránh được (trong một giới hạnh nào đó) sự chênh lệch điện thế trên dây đất giữa bộ truyền và bộ nhận. Trong một liên kết dài, điện thế đất giữa bộ truyền và bộ nhận có thể chênh lệch nhau. Đối vối đường dây bất cân bằng, điều này có thể làm bộ nhận đọc sai tín hiệu vào, nhưng đối với đường dây cân bằng, sự chênh lệch này không ảnh hưởng gì bởi bộ nhận chỉ phân biệt mức logic trên đầu vào dựa vào sự khác biệt giữa hai dây tín hiệu. Trên thực tế các linh kiện RS-485 chỉ chị u được sự chênh lệch điện áp giữa các đất trong giới hạn chỉ đị nh trong Datasheet.Một cách khác để khử hoặc giảm vấn đề điện áp đất này là cách ly đường kết nối để điện thế đất của bộ truyền và bộ nhận không bị ảnh hưởng lẫn nhau. Vì có khả năng chống nhiễu tốt như vậy nên chuẩn RS-485 có khả năng truyền dữ liệu trên một khoảng cách xa. Chuẩn TIA/EIA-485 gọi hai đường dây vi sai là A và B. Tại bộ truyền tín hiệu vào có mức logic TTL cao sẽ làm cho mức áp trên dây A dương hơn trên dây B, và mức logic thấp sẽ làm cho điện áp trên dây B dương hơn dây A. Tại bộ nhận, nếu mức áp trên dây A dương hơn dây B thì mức logic TTL sẽ xuất ra là cao, ngược lại là thấp. Tại bộ nhận RS-485, tầm vi sai đầu vào A và B chỉ cần trên 0.2V (tức 200mV). Nếu áp tại A lớn hơn B 0.2V thì bộ nhận sẽ hiểu đây là mức logic 1, ngược lại sẽ hiểu là mức logic 0. Nếu chênh lệch giữa A và B nhỏ hơn 0.2V, mức logic sẽ không được xác đị nh. Sự khác nhau về yêu cầu điện áp tại bộ truyền và bộ nhận tạo ra độ giới hạn nhiễu khoảng 1.3V, tín hiệu vi sai có thể méo dạng hoặc có xung nhiễu bằng 1.3V và tạo bộ nhận vẫn nhận được đúng mức logic. Giới hạn nhiễu này tuy nhỏ hơn so với RS-232 nhưng ta nên nhớ rằng tín hiệu vi sai của RS-485 đã được triệt tiêu phần lớn nhiễu từ khi mới bắt đầu. 5.1.1.Mạng truyền nhận RS-485. Mạng RS-485 được thiết kế dựa trên giao thức chủ –tớ, hoạt động dựa vào chân điều khiển RTS.Chân RTS có nhiệm vụ cho một node của mạng được phép truyền hoặc nhận.Điều này làm cho mạng có thể dễ dàng tránh được sự xung đột đường truyền. 5.1.1.1.Mạch chuyển đổi RS-232 sang RS-485. Rò ràng là cổng Com của PC thực hiện truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232, do đó ta phải thực hiện một mạch chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485. Mạch chuyển đổi này phải thoã mãn các yêu cầu sau: - Đáp ứng nhanh - Hoạt động tin cậy - Đơn giản, giá thành rẻ Mạch thiết kế được dựa trên hai IC cơn bản là MAX 232 và SN75176B. Max 232 là IC của hãng Maxim dùng để chuyển đổi tín hiệu từ chuẩn RS-232 sang TTL và ngược lại. SN75176B dùng (của hãng Texas Intrument ) để chuyển đổi tín hiệu từ RS-485 sang TTL và cũng như từ TTL sang RS-485. Ta có thể thay
  • 4. Max 232 bằng HIN 232CP, thay SN75176B bằng Max 485, LTC 485 hay DS3695. Khi sử dụng Max 232 cần lưu ý các đặc điểm sau: vì nó thực hiện chuyển đổi giữa chuẩn RS-232 sang TTL cho nên áp ở đầu vào sẽ bị đổi mức ở đầu ra.Ví dụ: áp ra chân 14 là +12V thì chân 11 (ngõ vào của chân 14) áp sẽ là 0V, ngược lại nếu tại chân 14 áp là -12V thì tại chân 11 là +5V. Nguyên lý hoạt động của mạch: - Tín hiệu RS-232 từ cổng Com của PC (chân 2,3,7) được đưa vào ngõ vào và ra RS-232 của Max 232 (chân 14,8 và 13), ngõ ra và ngõ vào TTL của Max 232 (chân 11,9 và 12) sẽ được đưa vào ngõ vào và ra TTL của SN75176B. Ngõ ra của SN75176B (chân 6 và 7) sẽ là tín hiệu ở dạng thức RS-485. - Khi truyền dữ liệu thì đưa chân RTS lên mức cao, chân RE và DE của SN75176B sẽ ở mức cao. RE ở mức cao sẽ cấm nhận, DE tích cực mức cao, do đó mạng ở trạng thái truyền tín hiệu. - Khi nhận dữ liệu thì đưa chân RTS xuống mức thấp, chân DE ở mức thấp sẽ cấm truyền, RE ở mức thấp sẽ cho phép nhận. Với hoạt động của mạch chuyển đổi như trên thì mạng này chỉ truyền dữ liệu theo kiểu half-duplex. Điều khiển truyền nhận được thực hiện bằng chân RTS. Như vậy, khi PC cần truyền data, nó sẽ kích chân RTS sao cho chân số 3 của SN75176B lên nức cao và bắt đầu thực hiện truyền dữ liệu. Thực hiện truyền dữ liệu xong,chân số 2 của SN75176B sẽ được đưa xuống mức thấp để chờ các tín hiệu trả về từ các Slave. Công việc sẽ được tiếp tục như vậy cho đến khio kết thúc quá trình truyền nhận. Tuy nhiên do tính chất và hoạt động của Max 232 và chuẩn RS-232, khi chân 7 của cổng Com (chân RTS ) ở mức cao thì chân 12 của Max 232 lại ở mức thấp, Truyền nhận nối tiếp theo chuẩn UART, các đường truyền TXD và RXD luôn ở bit 1 (5V theo chuẩn TTL). Đến khi có tín hiệu được truyền thì đường truyền được hạ xuống bit 0 ( 0V theo chuẩn TTL) để bắt đầu bit START. Chuẩn RS-232 qui đị nh bit 1 là mức áp thấp từ -3V đến -12V, bit 0 là mức áp cao từ +3V đến +12V. Chuẩn TTL lại qui đị nh ngược lại, bit 1 là mức áp cao ( tối đa +5V), bit 0 là mức áp thấp (thấp nhất là 0V). Do đó ở đây ta qui ước mức cao là áp dương +5V hay +12V, mức thấp là áp âm -12V hay 0V. Trong thực tế, việc điều khiển việc truyền nhận dữ liệu thường được thực hiện bằng chân RTS hoặc CTS. Do đó chân 7(RTS )và chân 8(CTS)của cổng Com được nối với nhau để nhằm mục đích làm cho mạch thêm sinh động khi sử dụng. Khi truyền chân RTS chân số 7 của cổng Com lên mức cao, khi nhận thì RTS lại xuống mức thấp. Trong khi mạch không thực hiện truyền nhận thì chân 9 (là chân thực hiện việc truyền dữ liệu ở dạng TTL), chân 10 (là chân thực hiện việc nhận dữ liệu ) và chân 11 của Max 232 ở mức cao (+5V) nên chân 14 của Max 232 lại ở mức thấp vì vậy Led D4 được phân cực ngược nên không sáng. Led D5 phụ thuộc vào chân RTS lúc đó, nếu RTS ở mức cao thì D5 sáng, RTS ở mức thấp thì D5 tắt. Khi thực hiện truyền, RTS được kích lên mức cao nên chân 12 của Max 232 xuống mức thấp (0V).Trong khi đó, chân 14 vẫn mang áp âm (do chân 11 luôn ở mức cao), điều này làm cho Led D4 bị phân cực ngược nên không sáng. Lúc này dữ liệu vẫn chưa được truyền nên chân 9 vẫn ở mức cao và Led D5 sáng. Khi dữ liệu đang được truyền, chân 9 luôn ở mức cao tại bất cứ bit 1 nào, do đó Led D5 được dùng để chỉ ra rằng tại node này của mạng đang ở trong trạng thái đang truyền dữ liệu. Khi thực hiện nhận, RTS được đưa xuống mức thấp nên chân 12 của Max 232 lên mức cao (+5V). Trong khi đó, chân 9 lại ở mức cao và chân 14 mang áp âm (do chân 11 luôn ở mức cao), điều này làm Led D4 và cả Led D5 bị phân cực ngược nên không sáng. Lúc này dữ liệu vẫn chưa được truyền đến nên chân 22 luôn ở mức cao nên cả hai Led vẫn chưa sáng. Khi dữ liệu đang được nhận, chân 11 luôn ở mức thấp tại bất cứ bit 0 nào, lúc đó chân 14 sẽ ở mức cao (+12V). Chênh lệch áp giữa hai đầu D4 (giữa 12V và 5V) làm
  • 5. D4 sáng. Do đó Led D4 được dùng để chỉ rằng node này của mạng trong trạng thái đang nhận dữ liệu. Như đã nói ở trên, khi RTS (chân số 7 của cổng Com) ở mức cao thì chân 12 của Max 232 ở mức thấp, do đó việc chuyển đổi để chân 12 của Max 232 thành mức cao là cần thiết để thuận lợi cho việc lập trình điều khiển. Trong mạch thực hiện (mạch thi công ), khi chân RTS ở mức cao (+12V) thì D2 và D1 đều dẫn. Lúc đó áp ở anode của D1 sẽ bằng áp ở cathode và bằng Vcc=5V. Do đóĠ/DE ở mức cao (5V). Khi RTS ở mức thấp thì D1 và D2 không dẫn, trong khi đó D3 dẫn làm cho áp ởĠ/DE bằng 0V (GND). SN75176B RS-485 TRANSCEIVER SN75176B thực hiện việc chuyển đổi từ RS-485 sang TTL và ngược lại, cho nên việc chuyển đổi từ TTL sang RS-485 và ngược lại rất đơn giản. Như ở hình bên, chân 6 và 7 là 2 chân mang dữ liệu theo chuẩn RS-485. Chân 1 và 4 mang dữ liệu theo chuẩn TTL. Khi truyền dữ liệu TTL từ chân 4 (TXD) được chuyển đổi thành dạng RS-485 và truyền đi ở chân 6 và 7.Khi nhận dữ liệu từ chân 6 và 7 được chuyển đổi thành TTL và đưa vào chân 1.Chân 2 Ĩ) là chân điều khiển việc nhận dữ liệu.Ġ tích cực mức thấp.Chân 3 (DE) là chân điều khiển việc truyền dữ liệu, DE tích cực mức cao. 5.1.2. Mạng RS-485: Mạng RS-485 được thiết kế hoạt động theo nguyên tắc Master-Slave(chủ -tớ ). Một trạm chủ (Master) có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho các trạm tớ Slave. Các trạm tớ (Slave) đóng vai trò bị động, chỉ có quyền truy nhập bus và gởi tín hiệu đi khi có yêu cầu. Trạm chủ dùng phương pháp hỏi vòng tuần tự theo chu kì để kiểm soát toàn bộ hoạt động của cả hệ thống. Vì hoạt động diễn ra theo chu kì nên trạm chủ có trách nhiệm chủ động yêu cầu chủ động yêu cầu dữ liệu từ trạm tớ và sau đó chuyển sang trạm tớ khác. Phương pháp này có ưu điểm là việc kết nối các trạm tớ đơn giản,đỡ tốn kém bởi gần như toàn bộ công việc điều khiển giao tiếp đều tập trung tại trạm chủ. Tuy nhiên, phương pháp này có hiệu suất đường truyền thấp.Mặc dù vậy với yêu cầu trao đổi dữ liệu của đề tài thì mô hình này là đủ hợp lí. Mặc dù tín hiệu được xác đị nh bằng điện áp chênh lệch giữa hai dây dẫn A và B, không có liên quan đến đất, hệ thống RS-485 vẫn cần một đường dây nối chung đất cho các trạm với nhau. Đất này đơn thuần là điểm mass, nó không cần phải nối xuống đất thực sự. Một sai lầm thường gặp là chỉ dùng hai dây để nối hai trạm. Nếu ngõ ra A và B là thực sự cân bằng, dòng trên dây A sẽ đối ngược với dây B, nên triệt tiêu lẫn nhau. Nhưng trong thực tế, sự cân bằng hoàn hảo là không tồn tại. Trong trường hợp như vậy, dòng tín hiệu sẽ tìm cách quay ngược trở lại nguồn phát, bức xạ nhiễu ra môi trường xung quanh làm ảnh hưởng đến tính tương thích điện từ của hệ thống.Việc nối đất sẽ tao ra một đường thoát có trở kháng nhỏ tại một vị trí xác đị nh, nhờ vậy giảm thiểu tác hại gây nhiễu. Do tốc độ truyền thông và chiều dài dây dẫn có thể khác nhau rất nhiều trong các ứng dụng, mạng RS- 485 cần sử dụng trở đầu cuối tại hai đầu dây R5,R6. Sử dụng trở đầu cuối có tác dụng chống các hiệu ứng phụ trong truyền dẫn tín hiệu, ví dụ sự phản xạ tín hiệu.Trở đầu cuối được sử dụng có giá trị bằng trở kháng đặc tính của cáp truyền, thường được chọn từ 10İ đến 12İ.Một sai lầm thường gây tác hại nghiêm trọng là dùng tải đầu cuối tại mỗi trạm. Ví dụ đối với một mạng có 10 trạm thì trở kháng tạo ra do các trở đầu cuối mắc song song sẽ là 1IJ. Trong trường hợp này hậu quả gây ra là dòng qua các trở đầu cuối sẽ lấn áp, các tín hiệu mang thông tin tới các bộ thu sẽ suy yếu mạnh dẫn đến sai lệch hoàn toàn. Có nhiều phương pháp chặn đầu cuối.Ngoài việc dùng một trở nối hai chân A và B (gọi là chặn song
  • 6. song), ta cũng có thể dùng một tụ C mắc nối tiếp với một điện trở (gọi là chặn RC).Mạch RC này cho phép khắc phục nhược điểm của việc dùng điện trở nói trên.Trong lúc tín hiệu ở giai đoạn quá độ, thụ C ngắn mạch và trở R sẽ chặn đầu cuối. Khi tụ C ngưng dẫn thì sẽ ngăn chặn dòng một chiều, do đó sẽ không có sự giảm tải gây ra do mạch chặn đầu cuối. Tuy nhiên hiệu ứng thông thấp của mạch RC làm giới hạn tốc độ truyền của mạch. Các điện trở phân cực nhằm mục đích giữ cho đường truyền luôn ở một trạng thái khi đường truyền rỗi. Như trên sơ đồ, chân A được kéo lên nguồn và chân B được đưa xuống mass, đường truyền luôn ở trạng thái bit 1, để hệ thống có thể nhận dạng bit START một cách chính xác. Để chuyển tín hiệu từ chuẩn TTL sang chuẩn RS485 và ngược lại ta sử dụng IC MAX485. MAX485 được thiết kế cho việc truyền nhận dữ liệu, hoạt động tương thích với chuẩn RS-232 và chuẩn RS-485. MAX485 bao gồm đường truyền và nhận vi sai, cả hai có thể hoạt động độc lập với nhau, khi không cho phép thì ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao. MAX485 gồm bộ phát và bộ thu, tín hiệu vào bộ phát D logic TTL đổi thành hai tín hiệu A và B, khi tín hiệu điều khiển DE ở mức thấp thì hai chân AB cách ly với vi mạch. Tín hiệu vào bộ thu A và B, tín hiệu ra R logic TTL tùy thuộc hiệu điện áp giữa A và B, khi /RE logic 1 thì R cách ly với vi mạch. Đặc điểm MAX485: - Chuẩn EIA. - Tốc độ truyền có thể lên tới 2.5Mbps. - Nguồn cung cấp 5V. - Bảo vệ quá nhiệt và ngắn mạch. - Thời gian trể để truyền là 10ns và khi nhận là 20ns. - Cho phép kết nối 32 trạm trên bus. - Nhiệt độ hoạt động từ -40C đến 85C. Chức năng các chân max485: Bảng số 3.7. Chân Tên Chức năng 1 RO Ngõ ra bộ thu Nếu A>B là 200mV, RO cao Nếu A<B là 200mV, RO thấp 2 /RE Cho phép ngõ ra bộ thu RO được cho phép kho /RE thấp RO là trở kháng cao khi /RE là cao 3 DE Cho phép ngõ ra phát: Các ngõ ra phát A và B được cho phép khi DE cao
  • 7. Các ngõ ra phát A và B là trở kháng cao khi DE thấp 4 DI Ngõ vào bộ phát: DI thấp thì A thấp và B cao DI cao thì A cao và B thấp 5 GND Nối mass 6 A Ngõ vào bộ thu và ngõ ra bộ phát đều không đảo. 7 B Ngõ vào bộ thu và ngõ ra bộ phát đều đảo. 8 VCC Nguồn cung cấp 4.75V<Vcc<5.25V.