逻特科技

文本发音TTS,LED显示,编程器,开发板.

RS232接口及特点,应用和注意事项

　　计算机与设备或计算机之间的通讯可以采用串行传输和并行传输二种方式,并行传输一次传输很多数据位,所以数据线较多且要求同步,只能在距离很短情况下使用,串行传输将多个数据位一次分时传送,使用较少线路,成本低,且可以异步恢复同步(避免了多条线路特性的不一致的同步问题),特别适合远程传输时.被电脑设备广泛采用.为了使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯,必须通讯双方都采用一个标准接口.RS-232接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口,它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统,调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准.它的全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准",该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器(目前常用DB9),对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定.
　　1.接口的信号内容实际上RS-232的25条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232最常用的DB9的9条引线的信号内容如下(电脑端):

1P=DCD (Data Carrier Detect)载波检测 in	6P=DSR (Data Set Ready)数据设备已准备好 in
2P=SIN (Serial Data In)数据输入 in	7P=RTS (Request To Send)请求发送 out
3P=SOUT (Serial Data Out)数据输出 out	8P=CTS (Clear To Send)已清除发送 in
4P=DTR (Data Terminal Ready)数据终端准备 out	9P=RI (Ring Indicator)铃流指示 in
5P=GND (Ground)接地端,公共端

　　2.接口的电气特性在RS-232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系.即:逻辑"1"为-5—-15V,逻辑"0"为+5—+15V.噪声容限为2V.即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑"0",高到-3V的信号作为逻辑"1",也就是-3V到3V之间的电压为不确定态,可能是"1"也可能是"0" .
　　 3. 接口的物理结构RS-232接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座(已过时,现全是DB9),通常插头在DCE端,插座在DTE端,一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”.所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线.
　　4.传输电缆长度由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50英尺.其实这个4%的码元畸变是很保守的.在实际应用中约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的.所以实际使用中最大距离会远超过50英尺.本公司曾实验过波特率19200Bps三芯屏蔽线通讯100米通讯良好.
　　最典型的RS-232芯片有MAX232, MAX202都是两对信号转换的.比如Modem,老式打印机,老式鼠标都是此接口的,现在应用多是经过转换成485后再组网与门禁,停车场,安防等电子设备通讯.笔记本电脑都不保留此接口了.
　　注意事项:RS-232通讯距离不能太长建议<50m,只适合点对点通讯.要判断RS232信号,只须空闲即没发数据状态下测量信号线是否为-3V以下.

RS485,RS422接口及特点,应用和注意事项

　　由于RS-232接口标准出现较早,难免有不足之处.主要有以下四点:
1.接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片.又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接.
2.传输速率较低,在异步传输时.波特率为20Kbps.
3.接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式.这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱.
4.传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺.实际上也只能用在50米左右.
　　针对RS-232的不足于是就不断出现了一些新的接口标准,RS422和RS-485最具代表,它具有以下特点:
1. RS-485,422的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6)V表示:逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示.接口信号电平比RS-232降低了.就不易损坏接口电路的芯片.且该电平与TTL电平兼容.可方便与TTL 电路连接.一般规定+100mV到-100mV之间为不确定态,可以为1,也可为0.
2. RS-485,422的数据最高传输速率为10Mbps
3. RS-485,422接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合.抗共模干能力增强.即抗噪声干扰性好.
4. RS-485,422接口的最大传输距离标准值为4000英尺实际上最长可达3000米,另外RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力而RS-485,422接口在总线上是允许连接最多达128个收发器(MAX485为32个,取决于芯片的内阻).即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485,422接口方便地建立起设备网络.
　　因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口.因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线. RS-422发送与接收分开,全双工通讯,需要四根连线.下图是他们之间的组网比较图.
　　一般使用双绞屏蔽线,在距离很厂时(经验>50m),必须在RS422的信号末端,RS485的双末端(因为半双工两头都是末端),接上负载平衡电阻,一般建议120欧姆,实践上可以依情况取其他值.使用11500bps的波特率一般通讯距离可以达到1000米.
　　主要应用场合:考勤门禁,监控,楼宇对讲,停车场系统,LED工程,自动抄表,点对多点通讯.
　　注意事项:距离较远干扰较大,负载电阻一定要考虑,要有防雷和隔离考虑否则极易损坏,有些RS485芯片在空闲状态下A+到B-的电压一定要大于100mV否则可能被误认为0而影响通讯.受芯片(如MAX485)内阻影响有些只能达到32个节点否则无法驱动(可以加中继解决).设备之间如果使用较大功率开关电源也会同电网形成环流,可能影响通讯甚至损坏芯片,这时可以将各设备地线相连使环流不经过A+,B-信号线从而保护芯片和通讯.

RS422网络

RS485网络

如何设计RS485的通讯节点线路

　　半双工的RS485通讯的设计难点是,如何让各个节点有顺序地自动切换发送和接收状态,避免冲突,经过本公司长期的实验和研究,认为采用一个数字三极管(如DTA143ZKA,也可以用PNP型三极管加一基极电阻)是一个绝佳的方案,比起采用逻辑电路延时切换线路更简单,成本更低,相当可靠,而且速率也能达到115200bps.下面图即是建议的设计.
　　对于每个节点,平时处于接收状态,即数据输出为"1",PNP三极管截止,接收使能RE低有效,发送使能DE低无效,发送放大器为高阻态,接收能正常工作,由于主动设备即电脑端节点,有上拉电阻和下拉电阻,所以能使线路A+对B-高出100mV,以保证线路空闲时所有节点接收的数据都为"1",当节点发送"0"低电平数据时三极管导通(100ns),RE,DE转为高电平这时切换到发送状态了,当发送"1"高电平数据时,三极管截止,由于三极管的延时(2-3us)截止特性,因此发送器不是立即失效,而是继续驱动线路几个微秒,这样就能保证线路由原来的"0"立即变为"1",如果没有这个延时驱动,线路立即转为三态,靠上下拉电阻,就会由于线路电容大转换到"1"的时间很长,造成数据错误.波特率为115200bps时每一位时间为8.6us,三极管的截止时间是小于这个的因此能保证这个速率.
　　转换器平时也处于接收状态,所以要上拉和下拉以保证 A-B>100mV.

长距离通讯为什么要隔离和防雷设计

　　距离通讯时采用金属线路,则难以避免线路与其他线路接错,不小心碰接等情况,当其他线路有较强的电流时或较高的电压时,则就会通过通讯线传到电脑或设备端,从而造成设备或电脑的损坏,再有线路较长,在打雷或较大功率的设备(如电动机)开启或关断在电力网上形成较大脉冲,也会感应到通讯线上,瞬间产生甚至上百伏特的电压,而造成设备损坏,因此最好使用隔离的方案,还应加上防雷二极管吸收感应电压,以保证通讯设备的安全,打雷时虽然闪电离线路可能很远,但其瞬间电流非常大,哪怕是几千米外的闪电在线路上也可能感应出很高的电压,但脉冲一般很短,线路本身能吸收一点,芯片自己能承受点,最重要还是靠大功率的防雷二极管吸收,千万注意:要被雷电直接击中是没有办法的,就象完全绝缘的楼顶墙角往往都被击裂粉碎.

网络通讯的优点及与Modem通讯的比较

　　互联网已经是无处不在了,而且速度很快,费用也很低了.Modem通讯利用电话线路,每一分钟都要计费,而且速率较低且受线路质量影响较大,但在没有网络的地方还是合适的.