網絡串口傳輸協(xié)議

1、一、RS-232C 協(xié)議RS-232C標準（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標準，定義是 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”它是在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。其中 EIA（Electro nic In dustry Associatio n）代表美國電子工業(yè)協(xié)會， RS（Recommended standard）代表推薦標準， 232是標識號，C代表RS232的最新一次修改。1、RS-232C接口引腳定義由于RS-232C并未定義連接器的物理特性，因此

2、，出現(xiàn)了 DB-25、DB-15和DB-9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面是常用的DB-25和DB-9連接器接口圖：圖3 DB25和DB9引腳圖舊制JIS名稱新制JIS名稱全稱說明FGSGFrame Ground連到機器的接地線TXDSDTransmitted Data數據輸岀線RXDRDReceived Data數據輸入線RTSRSRequest to Send要求發(fā)送數據CTSCSClear to Send回應對方發(fā)送的RTS的發(fā)送許可，告訴 對方可以發(fā)送DSRDRData Set Ready告知本機在待命狀態(tài)DTRERData TerminalReady告知數據終端處于待命

3、狀態(tài)CDCDCarrier Detect載波檢出，用以確認是否收到Modem的載波SGSGSignal Ground信號線的接地線（嚴格的說是信號線的 零標準線）? RS-232C規(guī)標準接口有25條線，4條數據線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未 定義線，常用的只有 9根，它們是：（1）、狀態(tài)線：數據準備就緒(Data set ready-DSR)有效時(ON)狀態(tài)，表明數據通信設備可以使用。(DCE-DTE)數據終端就緒(Data set ready-DTR)有效時(ON)狀態(tài)，表明數據終端設備可以使用。(DTE-DCE)這兩個信號有時連到電源上，上電就立即有效。這兩個設備狀態(tài)信號有效

4、，只表示設備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始進行通信了，能否開始進行通信要由下面的控制信號決定。(2) 、聯(lián)絡線請求發(fā)送(Request to send-RTS) DTE準備向DCE發(fā)送數據，DTE使該信號有效(ON狀 態(tài))，通知DCE要發(fā)送數據給DCE 了。(DTE-DCE)允許發(fā)送(Clear to send-CTS)是對RTS的響應信號。當 DCE已準備好接收 DTE傳來 的數據時，使該信號有效，通知DTE開始發(fā)送數據。(DCE-DTE)RTS/CTS請求應答聯(lián)絡信號是用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡信號

5、，使其變高。(3) 、數據線發(fā)送數據(Transmitted data-TxD)DTE 發(fā)送數據到 DCE。(DTE-DCE)接收數據(Received data-RxD)DCE 發(fā)送數據到 DTE (DCE-DTE)(4) 、地線有兩根線SG、PG信號地和保護地信號線。(5) 、其余載波檢測(Carrier Detection-CD)用來表示DCE已接通通信鏈路，告知 DTE準備接收數 據。(DCE-DTE)振鈴指示(Ringing-RI)當DCE收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效(ON狀態(tài))，通知 DTE，已被呼叫。(DCE-DTE)通常的應用系統(tǒng)中，往往是CPU和I/O設備之間

6、傳送信息，兩者都是DTE，比如PC和色溫計，PC和單片機之間的通信，雙方都能發(fā)送和接收，它們的連接只需要使用三根線即可，即RXD,TXD和GND，連接方式見圖 4。i一_ 16 677MB7703- 3OHXIBBC99丁M圖4三線連接法2、RS-232C的電氣特性(1) 邏輯電平在TXD和RXD上：邏輯 1(MARK)=-3V -15V邏輯 0(SPACE)=+3 + 15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效(接通，ON狀態(tài)，正電壓)=+3V+15V信號無效(斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=-3V-15V由以上定義可以看出，信號無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕

7、對值大于 3V時, 電路可以有效地檢查出來，介于 -3+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓 也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平的絕對值在(315)V之間。當計算機和TTL電平的設備通信時，如計算機和單片機通信時，需要使用RS-232C/TTL電平轉換器件，常用的有MAX232。(2) 傳輸距離由RS-232C標準規(guī)定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電纜長度應為 15m，其實這個4% 的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變 10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過 15m。3、RS-232C的不足之處由于RS-232C接口標

8、準出現(xiàn)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，波特率最大為19200bps。(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，實際最大傳輸距離只有50米左右.標簽:無標簽一、RS-232C、RS-422 與 RS-485 的由來RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標準,最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制訂并發(fā)布的,RS-232在1962

9、年發(fā)布,命名為EIA-232-E,作為工業(yè)標準, 以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來,它是為彌補RS- 232 之不足而提出的。為改進 RS-232通信距離短、速率低的缺點,RS-422定義 了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s,傳輸距離延長到4000英尺(速 率低于100kb/s時)，并允許在一條平衡總線上連接最多 10個接收器。RS-422 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RS-422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)

10、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”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。RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及 接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視 頻界的應用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨家使用。如錄 像機廠家中的Sony與松下對錄像機的RS-422控制協(xié)議是有差異的，視頻服務器 上的控制協(xié)議則更多了，如Louth、Odetis協(xié)議是公開

11、的，而 ProLINK則是基于P rofile 上的。二、RS-232串行接口標準目前RS-232是PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。 RS-232被定 義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數據信號是相對于信號地，如從DTE設備發(fā)出的數據在使用DB25連 接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平，DB25各引腳定義參見圖1。典型的R S-232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數據時，發(fā)送端驅動器輸出正電平在+5 +15V,負電平在-5-15V電平。當無數據傳輸時，線上為TTL,從開始傳送數據到 結束，線上電平從TTL電

12、平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作 電平在+3+12V與-3-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15 米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設備）通訊而 設計的，其驅動器負載為37kQ0所以RS-232適合本地設備之間的通信。其有 關電氣參數參見下表。9針接口針腳定義Pin 1 Received Line Signal Detector（Data Carrier Detect）Pin 2 Received DataPin 3 Transmit DataPin

13、4 Data Terminal ReadyPin 5 Signal GroundPin 6 Data Set ReadyPin 7 Request To SendPin 8 Clear To SendPin 9 Ring Indicator三、RS-422與RS-485串行接口標準1 .平衡傳輸RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳 輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A,另一線定義為B,如圖2。通常情況下，發(fā)送驅動器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個邏輯狀態(tài),負電平 在-26V,是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地 C,在RS-485中還有一

14、使能”端, 而在RS-422中這是可用可不用的。 使能” R-422、RS-485與RS-232不一樣, 數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定 義為A,另一線定義為B,如圖2。通常情況下，發(fā)送驅動器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個邏輯狀態(tài),負電平 在-26V,是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地 C,在RS-485中還有一使能”端, 而在RS-422中這是可用可不用的。 使能”端是用于控制發(fā)送驅動器與傳輸線的 切斷與連接。當 使能”端起作用時，發(fā)送驅動器處于高阻狀態(tài)，稱作第三態(tài)”即它 是有別于邏輯“與 “0的第三態(tài)。接收器也作與發(fā)送端相對的規(guī)定，收、發(fā)端通

15、過平衡雙絞線將 AA與BB對應 相連，當在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV 時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在 200mV至6V之間。 參見圖3。2 .RS-422電氣規(guī)定RS-422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。圖5是典型的RS-422四線接口。實際上還有一根信號地線，共5根線。圖4 是其DB9連接器引腳定義。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

16、設備之間不能通信，所以R S-422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10 X 4k+100 Q （終接電阻）。RS-422四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）實現(xiàn)。RS-422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/

17、s。RS-422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。RS-422有關電氣參數見表1RS232接口針腳定義25針的接口定義：Pin 1 Protective GroundPin 2 Transmit DataPin 3 Received DataPin 4 Request To SendPin 5 Clear To SendPin 6 Data Set ReadyPin 7 Signal GroundPin 8 Received Line Signal Detector（Data C

18、arrier Detect）Pin 20 Data Terminal Ready3. RS-485電氣規(guī)定由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來的，所以RS-485許多電氣規(guī)定與 RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS485 可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信，參見圖6。而采用四線連接時，與RS-422 一樣只能實現(xiàn)點對多的通信，即只能有一個主 （Master）設備,其余為從設備，但它比RS-422有改進,無論四線還是二線連接 方式總線上可多接到32個設備。參見圖7。RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V 至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間,RS-485接收器最小輸入阻抗為12k 劍