通信接口協(xié)議介紹
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2 3 接收數(shù)據(jù) DTE —DCE RxD DTE接受串行數(shù)據(jù)
7 4 請(qǐng)求發(fā)送 DTE —>DCE RTS DTE請(qǐng)求切換到發(fā)送方式
8 5 清除發(fā)送 DTE —DCE CTS DCE已切換到準(zhǔn)備接受
6 6 數(shù)據(jù)設(shè)備就緒 DTE —DCE DSR DCE準(zhǔn)備就緒可以接受
5 7 信號(hào) 地 GND 公共信號(hào)地
1 8 載波檢測(cè) DTE —DCE DCD DCE已接受到遠(yuǎn)程載波
4 20 數(shù)據(jù)終端就緒 DTE —>DCE DTR DTE準(zhǔn)備就緒可以接受
9 22 振鈴指示 DTE —DCE RI 通知DTE，通訊線路已接通
按照RS232標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率一般不超過(guò)20kbps，傳輸距離一般不超過(guò)15M。實(shí)際使用時(shí)通信速率最高可達(dá)115200bps。
②RS232串行接口基本接線原則
設(shè)備之間的串行通信接線方法，取決于設(shè)備接口的定義。設(shè)備間采用RS232串行電纜連接時(shí)有兩類連接方式：
直通線：即相同信號(hào)（Rxd對(duì)Rxd、Txd對(duì)Txd）相連，用于DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）與DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）相連。如計(jì)算機(jī)與MODEM（或DTU）相連。
交叉線：即不同信號(hào)（Rxd對(duì)Txd、Txd對(duì)Rxd）相連，用于DTE與DTE相連。如計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與采集器之間相連。
以上兩種連接方法可以認(rèn)為同種設(shè)備相連采用交叉線連接，不同種設(shè)備相連采用直通線連接。在少數(shù)情況下會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)具有DCE接口的設(shè)備需要串行通信的情況，此時(shí)也用交叉方式連接。當(dāng)一臺(tái)設(shè)備本身是DTE，但它的串行接口按DCE接口定義時(shí)，應(yīng)按DCE接線。如艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司生產(chǎn)的一體化采集器IDA采集模塊上的調(diào)測(cè)接口是按DCE接口定義的，當(dāng)計(jì)算機(jī)與IDA采集模塊的調(diào)測(cè)口連接時(shí)就要采用直通串行電纜。
一般地，RS232接口若為公頭，則該接口按DTE接口定義；若為母頭，則該接口按DCE接口定義。但注意也有反例，不能一概而論。(一些DTE設(shè)備上的串行接口按DCE接口定義而采用DB9或DB25母接口的原因主要是因?yàn)镈TE接口一般都采用公頭，當(dāng)人用手接觸時(shí)易接觸到針腳；采用母頭時(shí)因不易碰到針腳，可避免人體靜電對(duì)設(shè)備的影響。)
對(duì)于某些設(shè)備上的非標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，需要根據(jù)設(shè)備的說(shuō)明書(shū)確定針腳的定義。如果已知Txd、Rxd和Gnd三個(gè)針腳，但不清楚哪一個(gè)針腳是Txd，哪一個(gè)針腳是Rxd，可以通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)量它們與Gnd之間的電壓來(lái)判別，如果有一個(gè)電壓為-10V左右，則萬(wàn)用表紅表筆所接的是DTE的Txd或DCE的Rxd。
③RS232的三種接線方式
三線方式：即兩端設(shè)備的串口只連接收、發(fā)、地三根線。一般情況下，三線方式即可滿足要求，如監(jiān)控主機(jī)與采集器及大部分智能設(shè)備之間相連。
簡(jiǎn)易接口方式：兩端設(shè)備的串口除了連接收、發(fā)、地三根線外，另外增加一對(duì)握手信號(hào)（一般是DSR和DTR）。具體需要哪對(duì)握手信號(hào)，需查閱設(shè)備接口說(shuō)明。
完全口線方式：兩端設(shè)備的串口9線全接。
此外，有些設(shè)備雖然需要握手信號(hào)，當(dāng)并不需要真正的握手信號(hào)，可以采用自握手的方式。
②RS232串行接口基本接線原則
設(shè)備之間的串行通信接線方法，取決于設(shè)備接口的定義。設(shè)備間采用RS232串行電纜連接時(shí)有兩類連接方式：
直通線：即相同信號(hào)（Rxd對(duì)Rxd、Txd對(duì)Txd）相連，用于DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）與DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）相連。如計(jì)算機(jī)與MODEM（或DTU）相連。
交叉線：即不同信號(hào)（Rxd對(duì)Txd、Txd對(duì)Rxd）相連，用于DTE與DTE相連。如計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與采集器之間相連。
以上兩種連接方法可以認(rèn)為同種設(shè)備相連采用交叉線連接，不同種設(shè)備相連采用直通線連接。在少數(shù)情況下會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)具有DCE接口的設(shè)備需要串行通信的情況，此時(shí)也用交叉方式連接。當(dāng)一臺(tái)設(shè)備本身是DTE，但它的串行接口按DCE接口定義時(shí)，應(yīng)按DCE接線。如艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司生產(chǎn)的一體化采集器IDA采集模塊上的調(diào)測(cè)接口是按DCE接口定義的，當(dāng)計(jì)算機(jī)與IDA采集模塊的調(diào)測(cè)口連接時(shí)就要采用直通串行電纜。
一般地，RS232接口若為公頭，則該接口按DTE接口定義；若為母頭，則該接口按DCE接口定義。但注意也有反例，不能一概而論。(一些DTE設(shè)備上的串行接口按DCE接口定義而采用DB9或DB25母接口的原因主要是因?yàn)镈TE接口一般都采用公頭，當(dāng)人用手接觸時(shí)易接觸到針腳；采用母頭時(shí)因不易碰到針腳，可避免人體靜電對(duì)設(shè)備的影響。)
對(duì)于某些設(shè)備上的非標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，需要根據(jù)設(shè)備的說(shuō)明書(shū)確定針腳的定義。如果已知Txd、Rxd和Gnd三個(gè)針腳，但不清楚哪一個(gè)針腳是Txd，哪一個(gè)針腳是Rxd，可以通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)量它們與Gnd之間的電壓來(lái)判別，如果有一個(gè)電壓為-10V左右，則萬(wàn)用表紅表筆所接的是DTE的Txd或DCE的Rxd。
③RS232的三種接線方式
三線方式：即兩端設(shè)備的串口只連接收、發(fā)、地三根線。一般情況下，三線方式即可滿足要求，如監(jiān)控主機(jī)與采集器及大部分智能設(shè)備之間相連。
簡(jiǎn)易接口方式：兩端設(shè)備的串口除了連接收、發(fā)、地三根線外，另外增加一對(duì)握手信號(hào)（一般是DSR和DTR）。具體需要哪對(duì)握手信號(hào)，需查閱設(shè)備接口說(shuō)明。
完全口線方式：兩端設(shè)備的串口9線全接。
此外，有些設(shè)備雖然需要握手信號(hào)，當(dāng)并不需要真正的握手信號(hào)，可以采用自握手的方式。
RS-422由RS-232發(fā)展而來(lái)。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速度低的缺點(diǎn)，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mbit/s,并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范。
RS-422的數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸。它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，如圖1-8-8。通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2～-6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C，在RS-485中還有一“使能”端， “使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。
接收器也作與發(fā)送端相應(yīng)的規(guī)定，收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于-200mV時(shí)，輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。
②RS-422
RS-422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。圖1-8-9是典型的RS-422四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)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RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。RS-422四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(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。
RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1200米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)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(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。
RS422接口的定義很復(fù)雜，一般只使用四個(gè)端子，其針腳定義分別為T(mén)X+、TX-、RX+、RX-，其中TX+和TX-為一對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送端子，RX+和RX-為一對(duì)數(shù)據(jù)接收端子，參見(jiàn)圖1-8-10。RS422采用了平衡差分電路，差分電路可在受干擾的線路上拾取有效信號(hào)，由于差分接收器可以分辨0.2V以上的電位差，因此可大大減弱地線干擾和電磁干擾的影響，有利于抑制共模干擾，傳輸距離可達(dá)1200米。
另外和RS232不同的是，在一RS422總線上可以掛接多臺(tái)設(shè)備組網(wǎng)，總線上連接的設(shè)備RS422串行接口同名端相接，與上位機(jī)則收發(fā)交叉，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的通信，如圖1-8-11所示。（RS232只能點(diǎn)到點(diǎn)通信，不能組成串行總線。）
通過(guò)RS422總線與計(jì)算機(jī)某一串口通信時(shí)，要求各設(shè)備的的通信協(xié)議相同。為了在總線上區(qū)分各設(shè)備，各設(shè)備需要設(shè)置不同的地址。上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)所有的設(shè)備都能接收到，但只有地址符合上位機(jī)要求的設(shè)備響應(yīng)。
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RS-422的數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸。它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，如圖1-8-8。通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2～-6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C，在RS-485中還有一“使能”端， “使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。
接收器也作與發(fā)送端相應(yīng)的規(guī)定，收、發(fā)端通過(guò)平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于-200mV時(shí)，輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。
②RS-422
RS-422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。圖1-8-9是典型的RS-422四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)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RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。RS-422四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(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。
RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1200米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)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(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。
RS422接口的定義很復(fù)雜，一般只使用四個(gè)端子，其針腳定義分別為T(mén)X+、TX-、RX+、RX-，其中TX+和TX-為一對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送端子，RX+和RX-為一對(duì)數(shù)據(jù)接收端子，參見(jiàn)圖1-8-10。RS422采用了平衡差分電路，差分電路可在受干擾的線路上拾取有效信號(hào)，由于差分接收器可以分辨0.2V以上的電位差，因此可大大減弱地線干擾和電磁干擾的影響，有利于抑制共模干擾，傳輸距離可達(dá)1200米。
另外和RS232不同的是，在一RS422總線上可以掛接多臺(tái)設(shè)備組網(wǎng)，總線上連接的設(shè)備RS422串行接口同名端相接，與上位機(jī)則收發(fā)交叉，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的通信，如圖1-8-11所示。（RS232只能點(diǎn)到點(diǎn)通信，不能組成串行總線。）
通過(guò)RS422總線與計(jì)算機(jī)某一串口通信時(shí)，要求各設(shè)備的的通信協(xié)議相同。為了在總線上區(qū)分各設(shè)備，各設(shè)備需要設(shè)置不同的地址。上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)所有的設(shè)備都能接收到，但只有地址符合上位機(jī)要求的設(shè)備響應(yīng)。
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