1、RS232接口RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（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(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對連接器的每個(gè)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

2、，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)

3、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(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

4、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(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10×4k+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

5、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(shí)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：         

6、0;    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，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)

7、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(gè)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(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)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)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(gè)原因：(1)共模干擾問題： 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(gè)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

8、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。 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-

9、 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(shí)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(shí)進(jìn)行，但它只需要一對雙絞線。rs232 有9 個(gè)腳，但 實(shí)際用的大多數(shù)是 3 個(gè)422 是 4個(gè)，最多 加 信號地、屏蔽層 共 6個(gè)485 是 2個(gè)，最多 加 信號地共 3 個(gè)RS485接口定義圖1 連接主機(jī)端的RS485接口。-信號定義如下： -RS

10、485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

11、）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(shí)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(gè)收/發(fā)邏輯控制電路。另外，由于應(yīng)用環(huán)境的各不相同

12、，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(gè)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

13、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(shí)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(shí)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(shí)刻SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個(gè)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(gè)電阻 

14、;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(shí)，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(gè)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(huì)額外增加一些保護(hù)電

15、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(shí)（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(gè)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)

16、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(gè)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

17、/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(shí)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(shí)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(shí)刻，SP485R 芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1 個(gè)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(gè)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(shí)，R9就不需要了，R7和R8應(yīng)使用680歐電阻。