RS-232C、RS-422A、RS-485是EIA(電子工業(yè)協(xié)會)的通信標準,在這些通信標準中,RS-232C已被廣泛應用于各種應用中,甚至是計算機上的標準設備,并且經(jīng)常被使用。用來連接串口服務器或DTU設備,通常傳感器、執(zhí)行器也包含這些接口,其中許多可以通過串行通信進行控制。以下是廣泛使用的主要RS標準:
● RS232
● RS422
● RS485
RS232代表建議的標準編號232,TIA / EIA-232-F的通用接口。RS232作為接口,多年來一直是將數(shù)據(jù)電路終端設備(DCE)與數(shù)據(jù)終端設備(DTE)互連的標準。市場上有各種形式的RS232接口。但是,由于設計和配置不同,它們很容易轉換為其他形式。該接口的示例是RS 232'C',RS 232'D',RS 232 V.10,RS 232 V.28。
RS232幾乎可以在每臺個人計算機上就可以找到。如圖所示:
RS232是一個完整的標準,不僅包括電氣特性,而且還包括物理和機械特性。例如連接硬件,管腳和信號名稱。點對點接口,RS232能夠以高達20Kbps的速度保持適當?shù)木嚯x。盡管在規(guī)范中沒有特別說明,但只要連接短且使用正確的接地,速度可能會大于115.2Kbps。電纜長度通常為30英尺,使用低電容電纜可以達到200英尺以上的電纜。
RS232總線是一種不平衡總線,能夠在名為數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設備(DCE)的兩個接收器/發(fā)送器對之間進行全雙工通信。每個接收器都有一個發(fā)送信號,該發(fā)送信號連接到另一端的接收信號。因此,兩側之間存在針腳差異。通常個人計算機的是DTE,而連接的外圍設備是DCE。
每個發(fā)送器通過改變線路上的電壓來發(fā)送數(shù)據(jù)。高于3V的電壓為二進制零,而低于–3V的電壓為二進制零。在這些電壓之間,該值是不確定的。要將邏輯電平(0和5V)轉換為這些電平并返回,可以使用RS-232轉換IC,例如1488、1489或無處不在的MAX232。
典型的RS232通信由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位(如果有)和停止位組成。與PC通信時,典型格式是8個數(shù)據(jù)位,無奇偶校驗和1個停止位(8N1)。七個數(shù)據(jù)位,偶數(shù)奇偶校驗和一個停止位(7E1)也很常見。如圖所示,開始位通常為零,而停止位通常為1。官方規(guī)范并未描述任何通信協(xié)議,包括開始/停止位的使用。
RS422就是TIA / EIA-422-B,RS485是TIA / EIA-485-A,兩者是平衡的雙絞線接口,速度最高可達10Mbps,距離可達1.2公里作為差分總線,每個總線都使用1.5V至6V的信號來傳輸數(shù)據(jù)。(注:通過差分,平衡總線,與類似的單端不平衡總線(例如RS232)相比,抗擾性得到了提高。)
引入RS422標準是為了解決RS-232C的缺點。這些缺點包括慢速和短距離傳輸。時鐘時序及其目的在此標準中定義。此標準的示例是D Sub 9針和D Sub 25針連接器。
RS422接口是一個多點接口,可通過一對導線從一個發(fā)送器到多個接收器進行單向通信,最多10個單位負載(UL)。如果接收數(shù)據(jù)的設備希望與發(fā)送器通信,則設計人員必須在每個接收器和發(fā)送器之間使用單獨的專用總線。(使用此返回總線將允許全雙工傳輸。)因此,很少在兩個以上的節(jié)點之間使用RS422。
RS485接口是通過幾個收發(fā)器之間的一對導線進行的雙向通信。該規(guī)范指出,該總線最多可包含32個UL收發(fā)器。許多制造商生產(chǎn)分數(shù)UL收發(fā)器,從而將最大設備數(shù)量增加到100多種。
引入RS485標準是為了解決RS422的缺陷。RS422的缺陷是無法關閉驅動器電路。RS 485利用三種狀態(tài)邏輯,可以分別停用每個變送器。
RS422和RS485接口通常使用與RS232相同的起始位/數(shù)據(jù)/停止位格式。實際上,存在幾個轉換器,可以從RS-232到RS-485再返回。但是請記住,RS232是全雙工接口,而RS485是半雙工。
一些微控制器制造商提供了具有特殊RS485功能的內(nèi)置UART。
誤解:是串行端口/總線比并行端口/總線慢,因為每單位時間數(shù)據(jù)的傳輸只有一點點。甚至串行端口/總線的時鐘速率也可能比并行端口/總線的時鐘速率快,并且可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)流速度。使串行通信優(yōu)于并行通信的因素有:
● 無需時鐘:如果采用非時鐘和異步類型的串行通信,則不存在通道/通道之間的時鐘偏斜問題。
● 需要更少的空間:串行通信配置需要更少的空間,因為在串行連接中電纜的需求更少。該額外空間的可用性使數(shù)據(jù)通道與相鄰通信組件之間實現(xiàn)了良好隔離。
● 無串擾:附近空間內(nèi)導體很少。因此,串擾的機會很少。
● 低成本:與并行鏈接相比,串行鏈接的成本更低。