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(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。 該標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。隨著設(shè)備的不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了代替DB25的DB9接口，現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。 RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。 由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)： （1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)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(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)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(shù)據(jù) 接口說明3 TXD 發(fā)送數(shù)據(jù) 4 DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 5 SG 信號地 6 DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(fù)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(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS422接口基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、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(qū)動能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。RS422接口標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實(shí)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(qū)動器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個節(jié)點(diǎn)。即一個主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS422接口支持點(diǎn)對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是104k+100（終接電阻）。RS422接口四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)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(dú)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(dá)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(yuǎn)端。下面是關(guān)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(jì)算機(jī)側(cè) 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(fù)邏輯(采用差分信號負(fù)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)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(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個主機(jī)帶多個從機(jī)。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(wǎng)中各種用電設(shè)備產(chǎn)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(dǎo)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(dǎo)體之間的不希望有的電位差。任何電源線上傳導(dǎo)干擾信號，均可用差模和共模信號來表示。差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對稱性干擾；共模干擾在導(dǎo)線與地（機(jī)殼）之間傳輸，一般指在兩根信號線上產(chǎn)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、所造成的干擾較小；共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)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(qiáng)電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時遠(yuǎn)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(zhì)的開關(guān)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(diǎn)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(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)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(qū)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(jī)端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口 -信號含義 - 3 -B RXD- 接收數(shù)據(jù)- 4 -A RXD+ 接收數(shù)據(jù) - 5- Y TXD+ 發(fā)送數(shù)據(jù)- 7- Z TXD- 發(fā)送數(shù)據(jù) 2-連接從機(jī)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(shù)據(jù) - 4- Y TXD+ 發(fā)送數(shù)據(jù) - 5- A RXD+ 接收數(shù)據(jù) - 7- B RXD- 接收數(shù)據(jù) RS232 是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數(shù)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(jìn)行，但它只需要一對雙絞線。rs232 有9 個腳，但 實(shí)際用的大多數(shù)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(jī)端的RS485接口。-信號定義如下： -RS485接口 -信號含義 - 3 -B RXD- 接收數(shù)據(jù)- 4 -A RXD+ 接收數(shù)據(jù) - 5- Y TXD+ 發(fā)送數(shù)據(jù)- 7- Z TXD- 發(fā)送數(shù)據(jù) 2-連接從機(jī)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(shù)據(jù) - 4- Y TXD+ 發(fā)送數(shù)據(jù) - 5- A RXD+ 接收數(shù)據(jù) - 7- B RXD- 接收數(shù)據(jù)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(diǎn)3RxD/TxD-P*接受-/發(fā)送數(shù)據(jù)-P4CNTR-P中繼器控制信號-P5DGND*數(shù)據(jù)參考點(diǎn)6VP*終端電阻供電電壓（5V）7P2424V輸出電壓8RxD/TxD-N*接收-/發(fā)送數(shù)據(jù)-N9CNTR-N中繼器控制信號-N本表來自百度文庫西門子PLC現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試與維護(hù)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(zhuǎn)換成通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號，也可以將通訊網(wǎng)絡(luò)中的差分信號通過“接收器”轉(zhuǎn)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(yīng)用環(huán)境的各不相同，RS-485 接口電路的附加保護(hù)措施也是必須重點(diǎn)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(jīng)常被應(yīng)用到的SP485R芯片的示范電路，可以被直接嵌入實(shí)際的RS-485應(yīng)用電路中。微處理器的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)，以提高RS-485 節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的可靠性。R7,R8,R9這三個電阻要根據(jù)實(shí)際應(yīng)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(yīng)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(jù)實(shí)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(hù)措施。但為了更加可靠地保護(hù)RS-485 網(wǎng)絡(luò)，確保系統(tǒng)安全，我們通常還會額外增加一些保護(hù)電路。 電路圖中，鉗位于6.8V 的TVS 管V4、V5、V6 都是用來保護(hù)RS-485 總線的，避免RS-485總線在受外界干擾時（雷擊、浪涌）產(chǎn)生的高壓損壞RS-485 收發(fā)器。當(dāng)然，也選擇集成的總線保護(hù)元件，比如ONSemi 半導(dǎo)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(hù)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(hù)電路能夠?qū)P485R 芯片起到良好的保護(hù)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(shí)際的RS-485 應(yīng)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(jīng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)失效保護(hù)，以提高RS-485 節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的可靠性。R7,R8,R9這三個電阻要根據(jù)實(shí)際應(yīng)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(yīng)使用680歐電阻。 使用DC-DC 器件可以產(chǎn)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(yīng)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(dá)到更高的RS-485 通訊速率，則需要選用響應(yīng)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(guān)于電平選擇的問題,居然給忘記RS232電平的定義了,當(dāng)時無法反應(yīng)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(xiàn)象.:-),還是把關(guān)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(biāo)準(zhǔn) 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(rèn)為是0，高于2.0就認(rèn)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(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn)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