3. MẠNG RS485
3.3 Hệ thống mạng RS485 thực tế
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.
Hình III. 24. Sơ đồ giao thức Master/Slave.
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.
Page 62
Hình III. 25. Sơ đồ khối mạng thực tế.
Mặc dù tín hiệu được xác định 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 định, 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.
Page 63
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, tụ 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.
Hình III. 26. Các phương pháp chặn đầu cuối trong mạng RS-485.
Phương pháp Không chặn Song song Chặn RC Độ tin cậy
Tốc độ Thấp Cao Trung bình Cao
Chất lượng tín hiệu Kém Tốt Hạn chế Tốt
Tổn hao nguồn Thấp Cao Thấp Cao
Bảng III. 7.So sánh các phương pháp chặn đầu cuối.
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.
Phần mạch RS232->RS485:để hệ thống hoạt động full-duplex,chúng ta cần sử dụng
Page 64
tế như sau:
Bảng III. 8. Mạch RS232->RS485.
Phần mạch RS485->SLAVE RFID:Reader RDM8800 được điều khiển trực tiếp bởi
Board STM32 qua USART2,còn USART1 được kết nối tới Bus RS485 qua mạch chuyển đổi TTL->RS485.Trong phần mạch chuyển đổi TTL->RS485,1 IC485 luôn ở chế độ nhận,còn IC485 còn lại được điều khiển chế độ truyền thông qua 1 GPIO của Board STM.Đồng thời cũng sử dụng 1 GPIO của Board STM để tạo tín hiệu điều khiển khóa điện.
Page 65
Bảng III. 9. Mạch giao tiếp RDM880 với Board STM ,kết nối mạng RS485
Page 66
CHƯƠNG II :LẬP TRÌNH CHO CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG