一、什么是RS485 接口?
智能儀表是隨著80年代初單片機(jī)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的,初是數(shù)據(jù)模擬信號(hào)輸出簡(jiǎn)單過程量,后來儀表接口是RS232接口,這種接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,但這種方式不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現(xiàn)的RS485接口。
RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯,+2V~+6V表示“1”,- 6V~- 2V表示“0”。RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制是全雙工通訊方式,兩線制是半雙工通訊方式。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下,連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號(hào)地的連接,這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有二個(gè)原因:(1)共模干擾問題: RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào),系統(tǒng)只需檢測(cè)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(gè)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(shí)就會(huì)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(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路,如沒有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地),就會(huì)以輻射的形式返回源端,整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。
(1)、RS485同RS232連接
由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口,有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路:(1)通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào),對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。(2)通過PCI多串口卡,可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。
二、什么是RS232 接口?
RS232接口全名是“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(gè)25個(gè)腳的DB25連接器,對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定,還對(duì)各種信號(hào)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。
RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早,會(huì)有一些不足之處(1)接口的信號(hào)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(shí),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(gè)原因。(3)接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)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,大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺,實(shí)際上也只能用在15米左右。
(1)、接口定義
RS232(DB9)
1、DCD 載波檢測(cè);2、RXD 接收數(shù)據(jù);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(hào)地;6、DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好;7、RTS 請(qǐng)求發(fā)送;8、CTS 允許發(fā)送;9、RI 振鈴提示
RS232(DB25)
1、頻蔽地線;2、TXD 發(fā)送數(shù)據(jù);3、RXD 接收數(shù)據(jù);4、RTS 請(qǐng)求發(fā)送;5、CTS 允許發(fā)送;6、DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好;7、SG 信號(hào)地;8、DCD 載波檢測(cè);9、 發(fā)送返回(+);10、未定義;11、數(shù)據(jù)發(fā)送(-);12~17 未定義;18、數(shù)據(jù)接收(+) 19、未定義;20、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 DTR;21、未定義;22、振鈴 RI;23~24 未定義;25、接收返回(-)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)
在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中,字符是以一串行的比特串來一個(gè)接一個(gè)的串行(serial)方式傳輸,優(yōu)點(diǎn)是傳輸線少,配線簡(jiǎn)單,傳送距離可以較遠(yuǎn)。常用的編碼格式是異步起停(asynchronous start-stop)格式,它使用一個(gè)起始比特后面緊跟7或8 個(gè)數(shù)據(jù)比特(bit),然后是可選的奇偶校驗(yàn)比特,后是一或兩個(gè)停止比特。所以發(fā)送一個(gè)字符至少需要10比特,帶來的一個(gè)好的效果是使全部的傳輸速率,發(fā)送信號(hào)的速率以10劃分。一個(gè)平常的代替異步起停方式的是使用數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(HDLC)。
在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中定義了邏輯一和邏輯零電壓級(jí)數(shù),以及標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率和連接器類型。信號(hào)大小在正的和負(fù)的3-15v之間。RS-232規(guī)定接近零的電平是無效的,邏輯一規(guī)定為負(fù)電平,有效負(fù)電平的信號(hào)狀態(tài)稱為傳號(hào)marking,它的功能意義為OFF,邏輯零規(guī)定為正電平,有效正電平的信號(hào)狀態(tài)稱為空號(hào)spacing,它的功能意義為ON。根據(jù)設(shè)備供電電源的不同,±5、±10、±12和±15這樣的電平都是可能的。
RS-232設(shè)計(jì)之初是用來連接調(diào)制解調(diào)器做傳輸之用,也因此它的腳位意義通常也和調(diào)制解調(diào)器傳輸有關(guān)。RS-232的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備兩類,這種分類定義了不同的線路用來發(fā)送和接受信號(hào)。一般來說,計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備有DTE連接器,調(diào)制解調(diào)器和打印機(jī)有DCE連接器。但是這么說并不是總是嚴(yán)格正確的,用配線分接器測(cè)試連接,或者用試誤法來判斷電纜是否工作,常常需要參考相關(guān)的文件說明。
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