串行通信接口標準經過使用和發展,目前已經有幾種。但都是在RS-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以,以RS-232C為主來討論。RS-323C標準是美國EIA(電子工業聯合會)與BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協議。它適合于數據傳輸速率在0~20000b/s范圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題,如信號線功能、電器特性都作了明確規定。由于通行設備廠商都生產與 RS-232C 制式兼容的通信設備,因此,它作為一種標準,目前已在微機通信接口中廣泛采用。
RS232串行通信接口
首先,RS-232-C標準最初是遠程通信連接數據終端設備DTE(Data Terminal Equipment)與數據通信設備DCE(Data Communication Equipment)而制定的。因此這個標準的制定,并未考慮計算機系統的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用于計算機(更準確的說,是計算機接口)與終端或外設之間的近端連接標準。顯然,這個標準的有些規定和計算機系統是不一致的,甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解,我們對RS-232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。
其次,RS-232C標準中所提到的“發送”和“接收”,都是站在DTE立場上,而不是站在DCE的立場來定義的。由于在計算機系統中,往往是CPU和I/O設備之間傳送信息,兩者都是 DTE,因此雙方都能發送和接收。
RS-232C標準(協議)的全稱是EIA-RS-232C標準,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業協會,RS(ecommeded standard)代表推薦標準,232是標識號,C代表 RS232 的最新一次修改(1969),在這之前,有 RS232B、RS232A。它規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標準還有
RS-232-C;RS-422-A;RS-423A;RS-485
例如,目前在 IBM PC 機上的 COM1、COM2 接口,就是 RS-232C 接口。
在DB9的9個引腳中,并不是所有的信號端都使用的,比如說RTS/CTS只有在半雙工方式中作發送和接收時的切換用,而在全雙工方式中,因配置雙向通道所以不需要。一般來說,在全雙工方式中RS232標準接線只要三條線就足夠了,兩根數據信號線TXD/RXD,一根信號地線GND。雙方連接的方式是將TXD和RXD交叉連接,信號地直接相接,然后將各自的RTS/CTS,DSR/DTR短接,將DCD和RI懸空就可以。
RS485串行通信接口
為改進RS232通信距離短、速率低的缺點,EIA在基于RS422的基礎上制定了RS485接口標準。RS485是平衡發送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力,它的最大傳輸距離為1200米,實際可達3000米,傳輸速率最高可達10Mbit/s。所以,一般在要求通信距離為幾十米到上千米時,會廣泛采用RS-485串行通信。
RS-485采用半雙工工作方式,允許在簡單的一對屏蔽雙絞線上進行多點、雙向通信,不過任何時候只能有一點處于發送狀態,因此,發送電路須由使能信號加以控制。
與RS232不同的是,RS485的工作方式是差分工作方式,所謂差分工作方式,是指在一堆雙絞線中,一條定義為A,一條定義為B。通常情況下,發送驅動器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個邏輯狀態,負電平在-26V,是另一個邏輯狀態,另有一個信號地C。在RS485中還有一個使能端,使能端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。接收器與發送端作相同的規定,收發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連。
因為RS485是半雙工通信方式,必須有個信號來相互提醒,根據前面說的,其實就是通過使能端來轉換發送和接收的,這個使能端,你也可以認為是一個開關。當開關也就是使能端信號為1時,信號就輸出,當使能端信號是0時,信號就無法輸出。
RS485標準物理接口也是9個引腳的,對于引腳定義有不同的標識。
1.英式標識為 TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND
2.美式標識為 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND
3.中式標識為 TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND
4.RS485兩線一般定義為: "A、B"或"Date+、Date-" ,也就是我們即常說的485+、485- 。
RS-422串行通信接口****
RS-422是一系列的規定采用4線,全雙工,差分傳輸,多點通信的數據傳輸協議。
RS-422接口的收與發是分開的所以可以同時收和發(全雙工),也正因為全雙工要求收發要有單獨的信道,所以RS-422適用于兩個站之間通信,星型網、環網,不可用于總線網。
RS-422接口標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線,共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力,故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點,最多可接10個節點。
一個主設備(Master),其余為從設備(Slave),從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發端最大負載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。
RS-422接口的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米),最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS-422接口需要一種接電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。RS-422接口每個通道要用二條信號線,如果一條是邏輯"1"狀態,另一條為邏輯"0"。電路由發送器、平衡連接電纜、電纜終端負載、接收器幾部分組成。在電路中規定只許有一個發送器,可有多個接收器,因此通常采用點對點通訊方式。
RS-422的接線口訣Y=T+、Z=T-、A=R+、B=R-
Y :接其他RS422模塊的 A
Z :接其他RS422模塊的 B
B:接其他RS422模塊的 Z
A :接其他RS422模塊的 Y
(記?。喊l“+” 接 收“+”)
(記?。喊l“-” 接 收“-”)
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