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通信概述 設(shè)備與設(shè)備之間互相通信,，就要有一座橋梁把二者連接起來(lái),，那就是傳輸通路與通信協(xié)議。傳輸通路由傳輸介質(zhì)與傳輸接口組成,，傳輸介質(zhì)可分為有線和無(wú)線傳輸介質(zhì)兩大類,。 有線傳輸介質(zhì)在數(shù)據(jù)傳輸中只作為傳輸介質(zhì)，而非信號(hào)載體,。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中流行使用的有線傳輸介質(zhì)為：銅線和玻璃纖維,。 銅線具有便宜，安裝容易的特點(diǎn),，在現(xiàn)在工業(yè)應(yīng)用中普遍應(yīng)用,，在應(yīng)用中主要有兩種基本的銅線類型：雙絞線和同軸電纜。雙絞線可減小流過(guò)電流所輻射的能 量,，也可防止來(lái)自其他通信線路上信號(hào)的干擾,，對(duì)于一些要求比較高的項(xiàng)目上,，還需要給雙絞線加上屏蔽層,；同軸電纜由一對(duì)同軸導(dǎo)線組成。同軸電纜頻帶寬,，損耗 小,，具有比雙絞線更強(qiáng)的抗干擾能力和更好的傳輸性能。按阻抗值不同,，同軸電纜可分為基帶和寬帶兩種,，同軸電纜是目前局域網(wǎng)與有線電視網(wǎng)中普遍采用的比較理 想的傳輸介質(zhì)。 所謂玻璃纖維介質(zhì),，就是指現(xiàn)在所流行的光纖傳輸,，他的兩邊有一個(gè)激光發(fā)生器與一個(gè)激光接收器，組成一整套通信線路,，由于光纖傳輸距離遠(yuǎn),，因此現(xiàn)很多在工程都是采用“光端機(jī)＋光纖”的模式。 結(jié)合我在工程中經(jīng)常應(yīng)用的通信模式,，與“51CPLD開(kāi)發(fā)板”上具有的RS232通信,、RS485通信兩種，詳細(xì)講解下這兩種通信方式的應(yīng)用,。 什么是RS232接口 首先介紹下什么是RS232接口,，什么是RS485接口。 RS232接口是1970年由美國(guó)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(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,。DB25的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）,、3（TXD）、 7（GND）這三個(gè),，隨著設(shè)備的不斷改進(jìn),，現(xiàn)在DB25針很少看到了，代替他的是DB9的接口,，DB9所用到的管腳比DB25有所變化,，是2（RXD）、 3（TXD）,、5（GND）這三個(gè),。因此現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。 元器件常識(shí)：市場(chǎng)上把公頭的接插件叫做DRXX,，母頭的叫DBXX,，比如我們電腦上的串口，在市場(chǎng)上叫做DR9,，不是DB9,，很多人都誤叫做DB9，實(shí)際上的DB9是兩個(gè)把兩個(gè)DR9互相連接在一起的接口,。 在文章中,，我把所有的串口設(shè)備接口都統(tǒng)一叫做RS232接口。 三,、什么是RS485接口 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)： ?。?） 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,。 ?。?） 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(shù)51CPLD開(kāi)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,，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。 針對(duì)RS232接口的不足,，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),，RS-485就是其中之一，它具有以下特點(diǎn)： 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(hào)電平比RS-232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(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps ,。 3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好,。 4. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,，實(shí)際上可達(dá) 3000米，另外RS-232接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器,， 即單站能力,。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)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(shè)備網(wǎng)絡(luò),。 因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線（我們一般叫AB線）,，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸,。 由于RS-232-C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(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,。 （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,，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。 針對(duì)RS-232-C的不足,，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),，RS-485就是其中之一，它具有以下特點(diǎn)： 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(hào)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(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,，抗共模干能力增強(qiáng),，即抗噪聲干擾性好。 4. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,，實(shí)際上可達(dá) 3000米,，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器， 即單站能力,。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)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(shè)備網(wǎng)絡(luò)。 因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口,。 因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，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(shí)，傳輸電纜的長(zhǎng)度如何考慮,？ 在使用RS485接口時(shí),，對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),，這個(gè) 長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制,。下圖所示的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)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(fù)載電阻為100歐 時(shí)所得出,。（曲線引自GB11014-89附錄A）。由圖中可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信 號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),，假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),， 則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上,，圖中的曲線是很保守的,，在實(shí) 用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。 當(dāng)使用不同線徑的電纜,。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的,。例 如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S時(shí)，采用24AWG電纜,，由圖可知最 大電纜長(zhǎng)度是200m,，若采用19AWG電纜（線徑為0。91mm）則電纜長(zhǎng) 度將可以大于200m,； 若采用28AWG 電纜（線徑為0,。32mm）則電纜 長(zhǎng)度只能小于200m。 RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),，廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn),。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力,。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度,，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào) 能在千米以外得到恢復(fù),。 RS-485采用半雙工工作方式,，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此,，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制,。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉 許多信號(hào)線,。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器,。 以往,，PC與智能設(shè)備通訊多借助RS232、RS485,、以太網(wǎng)等方式,，主要取決于設(shè)備的接口規(guī)范。但RS232,、RS485只能代表通訊的物理介質(zhì)層和 鏈路層,，如果要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向訪問(wèn)，就必須自己編寫通訊應(yīng)用程序，但這種程序多數(shù)都不能符合ISO/OSI的規(guī)范,，只能實(shí)現(xiàn)較單一的功能,，適用于單一設(shè)備 類型，程序不具備通用性,。在RS232或RS485設(shè)備聯(lián)成的設(shè)備網(wǎng)中,，如果設(shè)備數(shù)量超過(guò)2臺(tái)，就必須使用RS485做通訊介質(zhì),，RS485網(wǎng)的設(shè)備間要 想互通信息只有通過(guò)“主（Master）”設(shè)備中轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn),，這個(gè)主設(shè)備通常是PC，而這種設(shè)備網(wǎng)中只允許存在一個(gè)主設(shè)備,，其余全部是從（Slave）設(shè) 備,。而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是以ISO/OSI模型為基礎(chǔ)的，具有完整的軟件支持系統(tǒng),，能夠解決總線控制,、沖突檢測(cè)、鏈路維護(hù)等問(wèn)題 RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路 .  由于有的設(shè)備是232接口的,，有的是485接口的,，如果有一臺(tái)232接口的設(shè)備與一臺(tái)485接口的設(shè)備通信，那就需要一個(gè)轉(zhuǎn)換器,，把232接口的設(shè)備 的232信號(hào)轉(zhuǎn)換成485信號(hào),，然后再與485接口的設(shè)備通信，這個(gè)轉(zhuǎn)換器就是RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路,。如果是兩臺(tái)232接口的設(shè)備要進(jìn)行遠(yuǎn)距離 的通信,，那只要加上兩個(gè)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路就可以了。 以上的RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路上采用從計(jì)算機(jī)串口偷電技術(shù),，市場(chǎng)上稱之為“無(wú)源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”,，而“有源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”，電路原理圖與上圖差不多,，只是電源部分改點(diǎn)而已,，有興趣的朋友可以到網(wǎng)上搜索下這方面的資料，很多的,。  |
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來(lái)自： 陽(yáng)光i雨露 > 《我的圖書館》
