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學(xué)海無崖
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樓主  發(fā)表于: 2009-04-13 01:20
RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用
   一、RS-232、RS-422與RS-485的由來
    RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),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年發(fā)布,命名為EIA-232-E,作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來,它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出的。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn),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(shí)),并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422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RS-422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(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)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。
   RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)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(yīng)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(dú)家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對錄像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的,視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了,如Louth、Odetis協(xié)議是公開的,而ProLINK則是基于Profile上的。
   二、RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)
   目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。
  

                 圖1
收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地,如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)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RS-232信號在正負(fù)電平之間擺動(dòng),在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5~+15V,負(fù)電平在-5~-15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí),線上為TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從TTL電平到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(diǎn)對點(diǎn)(即只用一對收、發(fā)設(shè)備)通訊而設(shè)計(jì)的,其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3~7kΩ。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。其有關(guān)電氣參數(shù)參見表1。
  
  
                          表1
三、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)
   1.平衡傳輸
    RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)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。
  

               圖2
通常情況下,發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2~+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài),負(fù)電平在-2~6V,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)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(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”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)端通過平衡雙絞線將AA與BB對應(yīng)相連,當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí),輸出正邏輯電平,小于-200mV時(shí),輸出負(fù)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。
  

               圖3
2.RS-422電氣規(guī)定
   RS-422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。圖5是典型的RS-422四線接口。實(shí)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(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn),最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)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RS-422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10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四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)實(shí)現(xiàn)。
  

               圖4


               圖5
  

anang
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1樓  發(fā)表于: 2009-04-30 18:32
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