Linkek

3.1 SZABVÁNYOS SOROS ADATÁTVITELI CSATORNÁK KIVÁLASZTÁSA ÉS HASZNÁLATA

RS-232 szabvány

Talán  az RS-232 soros-adatátviteli szabvány a legsikeresebb megoldás a személyi számítógépeknél, valamint az egyéb adatátviteleknél. Hasonlóan elterjedt az iparban az RS-485 és RS-422  soros átviteli szabvány. Ezek a szabványok egymással közvetlenül nem kompatibilisek, ennek ellenére az automatikában és a müszertechnikában szükséges közöttük az adatcsere. Ebben a részben elemezzük a szabványokat (kizárólag a fizikai hordozó szintjén elektromos paraméterek szerint), azért, hogy megállapítsuk hogyan lehet az egyik csatorna jelét átalakítani a másikéba és fordítva.

Eredetileg az RS-232 a PC-nél a modem és nyomtató illesztésére szolgált, de ma már számtalan más periféria is ezen a szabványos csatornán keresztül végez adatcserét a PC-vel.  A pont-pont összeköttetés soros kommunikációs távolságának megnövelésére fejlesztették ki legfeljebb 20 kbps átviteli sebességig. Idõvel a MAX3225 integrált áramkör létrehozásával egészen 1 Mbps átviteli sebességig felnövelték az adatátviteli értéket. Az RS-232 igényeket a MAX3225 szigorúbb elektromos paraméterekkel elégíti ki, az 1. táblázat szerint. 

Az 1. ábrán a hardver kézfogásos kapcsolat látható, amely segítségével az adatáramlás ellenõrizhetõ.

1. ábra: jellegzetes RS-232 kötés

A jellegzetes RS-232 jel (2. ábra) pozitiv és negativ értékeket vesz fel (0V az ábra bal oldalán). Tulajdonképpen az RS-232 jel invertált a TTL szinthez képest, amit egy újboli invertálással eredeti értékben lehet visszaállítani. A tipikus RS-232 átvitel csak ritkán haladja meg a 100 láb távolságot: az átvitt jel feszültségkülönbsége (+/- 5 V) csak 2 V esést engedélyez, és az szórt kapacitás a hosszabb kábelnél egy elõre megadott értéknél nem lehet nagyobb (2500 pF). Mivel az RS-232 szabványt pont-pont összeköttetésre tervezték, a meghajtóik 3 kW-tól 7 kW-ig terjed. Szükség esetén a sodrott érpár kapcsolat több eszköz összekapcsolását is biztosíthatja (3. ábra).

2. ábra: RS-232 vevõre érkezõ bipoláris bejövõ jel (felsõ ábra) és az átalakított TTL jel (alsó ábra)

3. ábra: RS-232 sodrott érpár vonalon levõ több szolga adatkapcsolata

Sodrott érpárral összekötött eszközök 

Sodrott érpár alkalmazásakor az RS-232 jel áthalad a vevõn, keresztül megy az átalakítón és ezután kapcsolódik a következõ eszközhöz. A megoldás legnagyobb mûszaki problémája a vezeték megszakítása. Ha például az 1-es és 2-es eszköz között van a szakadás, akkor az megakadályozza az összes adatátvitelt a rendszeren belül.  Más többvezetékes RS-232 rendszerek megkövetelik az RS-232 adat pufferelését, vagy erõsítését (ami párhuzamosan 5 kW bemeneti terhelést jelenthet) illetve a bemenõ ellenállás kikapcsolását.

RS-422 szabvány

Az iménti probléma egy lehetséges megoldása az RS-232 szabvány RX és TX jelének RS-422 szabványú jellé való átalakítása (2. táblázat). 

Az RS-422 az RS-232 szabványtól különbözik, sokkal nagyobb távolságok áthidalására szolgál. A nagyobb bemenõ ellenállás, valamint a kimenet nagyobb meghajtó teljesítménye  10 csomópont létrehozását biztosítja (4. ábra). Az RS-422 szabvány elõnyeihez tartozik az adatküldõ és fogadõ vonalak szétválasztása, ami nem igényel adtátvitel-irány szabályozást. A szükséges kézfogásos-kapcsolat megvalõsítható szoftver úton (XON/OFF kapcsolat), illetve hardver úton (két szétválasztott sodrott érpár). Az RS-232 és RS-422 jelek közötti átváltás gazdaságosan megvalósítható  a MAX3161 integrált áramkörrel.

4. ábra: a jellegzetes RS-422 rendszer tartalmazhat 10-nél több szolga-eszközt a különbözõ átviteli vonalakon

RS-485 szabvány

Az RS-422-es és RS-485-ös szabványt gyakran összekeverik (bár az elsõ teljes kétirányú adatátvitelt biztosít a másodikkal szemben), habár a hasonló elektromos paramétereik és a vevõ bemeneti ellenállása különbözõ alkalmazásokra teszik alkalmásá õket. Az RS-485 meghajtó használható az RS-422 alkalmazásokban, mivel az RS-485 tartalmazza az RS-422 specifikációkat (3. táblázat). Ennek ellenkezõje azonban nem igaz. Az RS-485 közös módusú feszültségtartománya -7 V és +12 V között van, míg az RS-422 csak +/- 3 V. A legkisebb RS-422 bemenõ ellenállás 4 kW, míg ez az érték az RS-485-nél 12 kW.