RS485接口定義圖.doc

RS232接口RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交換接口技術標準”。 該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。隨著設備的不斷改進，出現了代替DB25的DB9接口，現在都把RS232接口叫做DB9。 RS-232是現在主流的串行通信接口之一。 由于RS232接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點： （1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。 （2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；因此在“南方的老樹51CPLD開發(fā)板”中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。 （3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在50米左右。接口定義RS232（DB9）1 DCD 載波檢測 2 RXD 接收數據 接口說明3 TXD 發(fā)送數據 4 DTR 數據終端準備好 5 SG 信號地 6 DSR 數據準備好 7 RTS 請求發(fā)送 8 CTS 清除發(fā)送 9 RI 振鈴提示 接口電平RS232采用負邏輯電平： -15-3：邏輯1； +15+3：邏輯0； 電壓值通常在7V左右RS-422RS-422接口是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍，EIA又于1983年在RS422接口基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。由于EIA提出的建議標準都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領域，仍然習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。RS422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(fā)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(jié)點，最多可接10個節(jié)點。即一個主設備（Master），其余為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS422接口支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負載能力是104k+100（終接電阻）。RS422接口四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）。RS422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。RS422接口需要一終接電阻，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。下面是關于RS-422線的接法： 25 Pin of RS-4229 Pin of RS-422SD-A15(線號)3(線號)R-RD-B22(線號)2(線號)T-SD-B14(線號)7(線號)R+RD-B21(線號)8(線號)T+表格 4線制的RS-422注意：如果RS-422為兩線制，那么R-和T-就在一根線上，R+和T+也同樣在一根線上。計算機側 RS422 串行通信接口的插口是 25 針公插： RS485接口 RS485采用差分信號負邏輯(采用差分信號負邏輯，邏輯1”以兩線間的電壓差為+(26)V表示；邏輯0以兩線間的電壓差為-(26)V表示)，2V6V表示“0”，- 6V- 2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現點對點的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。在RS485通信網絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個原因：(1)共模干擾問題(共模干擾和差模干擾電源線噪聲是電網中各種用電設備產生的電磁騷擾沿著電源線傳播所造成的。電源線噪聲分為兩大類：共模干擾、差模干擾。共模干擾（Common- mode Interference）定義為任何載流導體與參考地之間的不希望有的電位差；差模干擾（Differential-mode Interference）定義為任何兩個載流導體之間的不希望有的電位差。任何電源線上傳導干擾信號，均可用差模和共模信號來表示。差模干擾在兩導線之間傳輸，屬于對稱性干擾；共模干擾在導線與地（機殼）之間傳輸，一般指在兩根信號線上產生的幅度相等，相位相同的噪聲，屬于非對稱性干擾。在一般情況下，差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較?。还材８蓴_幅度大、頻率高，還可以通過導線產生輻射，所造成的干擾較大。消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線（4）不要和電控所共用同一個電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質的開關電源(紋波干擾小于50mV)： RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7+12V，只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題：發(fā)送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。 RS485接口定義圖1 連接主機端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口 -信號含義 - 3 -B RXD- 接收數據- 4 -A RXD+ 接收數據 - 5- Y TXD+ 發(fā)送數據- 7- Z TXD- 發(fā)送數據 2-連接從機端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口- 信號含義 - 3- Z TXD- 發(fā)送數據 - 4- Y TXD+ 發(fā)送數據 - 5- A RXD+ 接收數據 - 7- B RXD- 接收數據 RS232 是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數字地線。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422 通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485 只能半雙工工作，發(fā)收不能同時進行，但它只需要一對雙絞線。rs232 有9 個腳，但 實際用的大多數是 3 個422 是 4個，最多 加 信號地、屏蔽層 共 6個485 是 2個，最多 加 信號地共 3 個RS485接口定義圖1 連接主機端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口 -信號含義 - 3 -B RXD- 接收數據- 4 -A RXD+ 接收數據 - 5- Y TXD+ 發(fā)送數據- 7- Z TXD- 發(fā)送數據 2-連接從機端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口- 信號含義 - 3- Z TXD- 發(fā)送數據 - 4- Y TXD+ 發(fā)送數據 - 5- A RXD+ 接收數據 - 7- B RXD- 接收數據RS 485 9針Sub-D型子連接器的插針分配插針編號信號含義1屏蔽屏蔽2M2424V輸出電壓的參考點3RxD/TxD-P*接受-/發(fā)送數據-P4CNTR-P中繼器控制信號-P5DGND*數據參考點6VP*終端電阻供電電壓（5V）7P2424V輸出電壓8RxD/TxD-N*接收-/發(fā)送數據-N9CNTR-N中繼器控制信號-N本表來自百度文庫西門子PLC現場總線的網絡調試與維護課程3RS-485 接口電路 RS-485 接口電路的主要功能是：將來自微處理器的發(fā)送信號TX 通過“發(fā)送器”轉換成通訊網絡中的差分信號，也可以將通訊網絡中的差分信號通過“接收器”轉換成被微處理器接收的RX 信號。任一時刻，RS-485 收發(fā)器只能夠工作在“接收”或“發(fā)送”兩種模式之一，因此，必須為RS-485 接口電路增加一個收/發(fā)邏輯控制電路。另外，由于應用環(huán)境的各不相同，RS-485 接口電路的附加保護措施也是必須重點考慮的環(huán)節(jié)。下面以選用SP485R 芯片為例，列出RS-485 接口電路中的幾種常見電路，并加以說明。1.基本RS-485 電路 圖1為一個經常被應用到的SP485R芯片的示范電路，可以被直接嵌入實際的RS-485應用電路中。微處理器的標準串行口通過RXD 直接連接SP485R 芯片的RO 引腳，通過TXD直接連接SP485R 芯片的DI 引腳。 由微處理器輸出的R/D 信號直接控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號為“1”，則SP485R 芯片的發(fā)送器有效，接收器禁止，此時微處理器可以向RS-485 總線發(fā)送數據字節(jié)；R/D 信號為“0”，則SP485R 芯片的發(fā)送器禁止，接收器有效，此時微處理器可以接收來自RS-485 總線的數據字節(jié)。此電路中，任一時刻SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個處于工作狀態(tài)。 連接至A 引腳的上拉電阻R7、連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網絡失效保護，以提高RS-485 節(jié)點與網絡的可靠性。R7,R8,R9這三個電阻要根據實際應用而改變大小，特別在用120歐或更小終端電阻時，R9就不需要了，R7和R8應使用680歐電阻。 如果將SP485R 連接至微處理器80C51 芯片的UART 串口，則SP485R 芯片的RO 引腳不需要上拉；否則，需要根據實際情況考慮是否在RO 引腳增加1 個大約10K 的上拉電阻。圖 1SP485R 的基本RS-485 電路 SP485R 芯片本身集成了有效的ESD 保護措施。但為了更加可靠地保護RS-485 網絡，確保系統(tǒng)安全，我們通常還會額外增加一些保護電路。 電路圖中，鉗位于6.8V 的TVS 管V4、V5、V6 都是用來保護RS-485 總線的，避免RS-485總線在受外界干擾時（雷擊、浪涌）產生的高壓損壞RS-485 收發(fā)器。當然，也選擇集成的總線保護元件，比如ONSemi 半導體的NUP2105L 器件(SOT-23 封裝，集成2 個雙向TVS器件)，作為SP485R 芯片的附加保護措施。另外，電路中的L1、L2、C1、C2 是可選安裝元件，用于提高電路的EMI 性能。圖中附加的保護電路能夠對SP485R 芯片起到良好的保護效果。2.隔離RS-485 電路 圖2為一個使用光電隔離方式連接的SP485R 芯片的示范電路，可以被直接嵌入實際的RS-485 應用電路中。微處理器的UART 串口的RXD、TXD 通過光電隔離電路連接SP485R 芯片的RO、DI 引腳，控制信號R/D 同樣經光電隔離電路去控制SP485R 芯片的DE和/RE 引腳。 由微處理器輸出的R/D 信號通過光電隔離器件控制SP485R 芯片的發(fā)送器/接收器使能：R/D 信號為“1”，則SP485R 芯片的DE 和/RE 引腳為“1”，發(fā)送器有效，接收器禁止，此時微處理器可以向RS-485 總線發(fā)送數據字節(jié)；R/D 信號為“0”，則SP485R 芯片的DE和/RE 引腳為“0”，發(fā)送器禁止，接收器有效，此時微處理器可以接收來自RS-485 總線的數據字節(jié)。任一時刻，SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個處于工作狀態(tài)。 連接至A 引腳的上拉電阻R7、連接至B 引腳的下拉電阻R8 用于保證無連接的SP485R芯片處于空閑狀態(tài)，提供網絡失效保護，以提高RS-485 節(jié)點與網絡的可靠性。R7,R8,R9這三個電阻要根據實際應用而改變大小，特別在用120歐或更小終端電阻時，R9就不需要了，R7和R8應使用680歐電阻。 使用DC-DC 器件可以產生1 組與微處理器電路完全隔離的電源輸出，用于向RS-485 收發(fā)器電路提供+5V 電源。 電路中光耦器件的速率將會影響RS-485 電路的通訊速率。圖2 中選用了NEC 公司的光耦器件PS2501 芯片，受PS2501 芯片的響應速率影響，這一示范RS-485 接口電路的通訊速率只可保障在19200bps 速率下正常工作；如果需要達到更高的RS-485 通訊速率，則需要選用響應速度更快的光耦器件，比如Agilent 公司的超高速光耦元件。TTL電平與RS232電平的區(qū)別 工作中遇到一個關于電平選擇的問題,居然給忘記RS232電平的定義了,當時無法反應上來,回來之后查找資料才了解兩者之間的區(qū)別,視乎兩年多的時間,之前非常熟悉的一些常識也開始淡忘,這個可不是一個好的現象.:-),還是把關于三種常見的電平的區(qū)別copy到這里.做加深記憶的效果之用.什么是TTL電平、CMOS電平、RS232電平？它們有什么區(qū)別呢？一般說來，CMOS電平比TTL電平有著更高的噪聲容限。（一）、TTL電平標準 輸出 L： 2.4V。 輸入 L： 2.0V TTL器件輸出低電平要小于0.8V，高電平要大于2.4V。輸入，低于1.2V就認為是0，高于2.0就認為是1。于是TTL電平的輸入低電平的噪聲容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高電平的噪聲容限為(5-2.4)/2=1.3V。（二）、CMOS電平標準 輸出 L： 0.9*Vcc。 輸入 L： 0.7*Vcc. 由于CMOS電源采用12V，則輸入低于3.6V為低電平，噪聲容限為1.8V，高于3.5V為高電平，噪聲容限高為1.8V。比TTL有更高的噪聲容限。（三）、RS232標準邏輯1的電平為-3-15V，邏輯0的電平為+3+15V，注意電平的定義反相了一次。TTL與CMOS電平使用