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    有關RS232和RS485接口的問答

    日期:2017-5-31 14:01:59 人氣:

    • 什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特點?傳輸電纜長度如何考慮?

      答: 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低,特別是在遠程傳輸時,避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時,要求通訊雙方都采用一個標準接口,使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、 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。它的全名是“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”該標準規定采用一個25個腳的 DB25連接器,對連接器的每個引腳的信號內容加以規定,還對各種信 號的電平加以規定。

      (1)接口的信號內容 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的,在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內容見附表1所示

      (2)接口的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即:邏 輯“1”,-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”,高到-3V的信號 作為邏輯“1” 附表1

      引腳序號
       信號名稱
       符號
       流向
       功能
       
      2
       發送數據
       TXD
       DTE→DCE
       DTE發送串行數據
       
      3
       接收數據
       RXD
       DTE←DCE
       DTE接收串行數據
       
      4
       請求發送
       RTS
       DTE→DCE
       DTE請求DCE將線路切換到發送方式
       

      5
       允許發送
       CTS
       DTE←DCE
       DCE告訴DTE線路已接通可以發送數據
       
      6
       數據設備準備好
       DSR
       DTE←DCE
       DCE準備好
       
      7
       信號地
           信號公共地
       
      8
       載波檢測
       DCD
       DTE←DCE
       表示DCE接收到遠程載波
       
      20
       數據終端準備好
       DTR
       DTE→DCE
       DTE準備好
       
      22
       振鈴指示
       RI
       DTE←DCE
       表示DCE與線路接通,出現振鈴
       

       

      (3) 接口的物理結構 RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設備與PC機連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭座,傳輸線采用屏蔽雙絞線。

      (4)傳輸電纜長度 由RS-232C標準規定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應為50英尺,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50英尺,美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為10%而得出附表2 的實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜,型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線,每對由22# AWG 組成,其外覆以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。 附表2 DEC 公司的實驗結果


      波特率
       1 號電纜傳輸距離(英尺)
       2 號電纜傳輸距離(英尺)
       
      110
       5000
       3000
       
      300
       5000
       3000
       
      1200
       3000
       3000
       
      2400
       1000
       500
       
      4800
       1000
       250
       
      9600
       250
       250
       

       
      2. 什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特點?

      答: 由于RS-232-C接口標準出現較早,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,波特率為20Kbps。

      (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,最大傳輸距離標準值為50英尺,實際上也只能 用在50米左右。

      針對RS-232-C的不足,于是就不斷出現了一些新的接口標準,RS-485就是其中之一,它具有以下特點:

      1. RS-485的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6) V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。

      2. RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps

      3. RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗噪聲干擾性好。

      4. RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺,實際上可達 3000米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器, 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。

      因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485接口組成的半雙工網絡,一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。

      3. 采用RS485接口時,傳輸電纜的長度如何考慮?

      答: 在使用RS485接口時,對于特定的傳輸線經,從發生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數,這個 長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負載電阻為100歐 時所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A)。由圖中可知,當數據信 號速率降低到90Kbit/S以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV時, 則電纜長度被限制在1200M。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如:當數據信號速率為600Kbit/S時,采用24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0。91mm)則電纜長 度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0。32mm)則電纜 長度只能小于200m。


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