RS485接口定义图.doc

RS232接口RS232接口是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，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。随着设备的不断改进，出现了代替DB25的DB9接口，现在都把RS232接口叫做DB9。 RS-232是现在主流的串行通信接口之一。 由于RS232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；因此在“南方的老树51CPLD开发板”中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。 （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。接口定义RS232（DB9）1 DCD 载波检测 2 RXD 接收数据 接口说明3 TXD 发送数据 4 DTR 数据终端准备好 5 SG 信号地 6 DSR 数据准备好 7 RTS 请求发送 8 CTS 清除发送 9 RI 振铃提示 接口电平RS232采用负逻辑电平： -15-3：逻辑1； +15+3：逻辑0； 电压值通常在7V左右RS-422RS-422接口是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS422接口基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。RS422接口标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS422接口支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是104k+100（终接电阻）。RS422接口四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。RS422接口的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS422接口需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。下面是关于RS-422线的接法： 25 Pin of RS-4229 Pin of RS-422SD-A15(线号)3(线号)R-RD-B22(线号)2(线号)T-SD-B14(线号)7(线号)R+RD-B21(线号)8(线号)T+表格 4线制的RS-422注意：如果RS-422为两线制，那么R-和T-就在一根线上，R+和T+也同样在一根线上。计算机侧 RS422 串行通信接口的插口是 25 针公插： RS485接口 RS485采用差分信号负逻辑(采用差分信号负逻辑，逻辑1”以两线间的电压差为+(26)V表示；逻辑0以两线间的电压差为-(26)V表示)，2V6V表示“0”，- 6V- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题(共模干扰和差模干扰电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。共模干扰（Common- mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰（Differential-mode Interference）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。任何电源线上传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控所共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 RS485接口定义图1 连接主机端的RS485接口。-信号定义如下： -RS485接口 -信号含义 - 3 -B RXD- 接收数据- 4 -A RXD+ 接收数据 - 5- Y TXD+ 发送数据- 7- Z TXD- 发送数据 2-连接从机端的RS485接口。-信号定义如下： -RS485接口- 信号含义 - 3- Z TXD- 发送数据 - 4- Y TXD+ 发送数据 - 5- A RXD+ 接收数据 - 7- B RXD- 接收数据 RS232 是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线。发送线和接受线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。RS422 通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485 只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。rs232 有9 个脚，但 实际用的大多数是 3 个422 是 4个，最多 加 信号地、屏蔽层 共 6个485 是 2个，最多 加 信号地共 3 个RS485接口定义图1 连接主机端的RS485接口。-信号定义如下： -RS485接口 -信号含义 - 3 -B RXD- 接收数据- 4 -A RXD+ 接收数据 - 5- Y TXD+ 发送数据- 7- Z TXD- 发送数据 2-连接从机端的RS485接口。-信号定义如下： -RS485接口- 信号含义 - 3- Z TXD- 发送数据 - 4- Y TXD+ 发送数据 - 5- A RXD+ 接收数据 - 7- B RXD- 接收数据RS 485 9针Sub-D型子连接器的插针分配插针编号信号含义1屏蔽屏蔽2M2424V输出电压的参考点3RxD/TxD-P*接受-/发送数据-P4CNTR-P中继器控制信号-P5DGND*数据参考点6VP*终端电阻供电电压（5V）7P2424V输出电压8RxD/TxD-N*接收-/发送数据-N9CNTR-N中继器控制信号-N本表来自百度文库西门子PLC现场总线的网络调试与维护课程3RS-485 接口电路 RS-485 接口电路的主要功能是：将来自微处理器的发送信号TX 通过“发送器”转换成通讯网络中的差分信号，也可以将通讯网络中的差分信号通过“接收器”转换成被微处理器接收的RX 信号。任一时刻，RS-485 收发器只能够工作在“接收”或“发送”两种模式之一，因此，必须为RS-485 接口电路增加一个收/发逻辑控制电路。另外，由于应用环境的各不相同，RS-485 接口电路的附加保护措施也是必须重点考虑的环节。下面以选用SP485R 芯片为例，列出RS-485 接口电路中的几种常见电路，并加以说明。1.基本RS-485 电路 图1为一个经常被应用到的SP485R芯片的示范电路，可以被直接嵌入实际的RS-485应用电路中。微处理器的标准串行口通过RXD 直接连接SP485R 芯片的RO 引脚，通过TXD直接连接SP485R 芯片的DI 引脚。 由微处理器输出的R/D 信号直接控制SP485R 芯片的发送器/接收器使能：R/D 信号为“1”，则SP485R 芯片的发送器有效，接收器禁止，此时微处理器可以向RS-485 总线发送数据字节；R/D 信号为“0”，则SP485R 芯片的发送器禁止，接收器有效，此时微处理器可以接收来自RS-485 总线的数据字节。此电路中，任一时刻SP485R 芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1 个处于工作状态。 连接至A 引脚的上拉电阻R7、连接至B 引脚的下拉电阻R8 用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，以提高RS-485 节点与网络的可靠性。R7,R8,R9这三个电阻要根据实际应用而改变大小，特别在用120欧或更小终端电阻时，R9就不需要了，R7和R8应使用680欧电阻。 如果将SP485R 连接至微处理器80C51 芯片的UART 串口，则SP485R 芯片的RO 引脚不需要上拉；否则，需要根据实际情况考虑是否在RO 引脚增加1 个大约10K 的上拉电阻。图 1SP485R 的基本RS-485 电路 SP485R 芯片本身集成了有效的ESD 保护措施。但为了更加可靠地保护RS-485 网络，确保系统安全，我们通常还会额外增加一些保护电路。 电路图中，钳位于6.8V 的TVS 管V4、V5、V6 都是用来保护RS-485 总线的，避免RS-485总线在受外界干扰时（雷击、浪涌）产生的高压损坏RS-485 收发器。当然，也选择集成的总线保护元件，比如ONSemi 半导体的NUP2105L 器件(SOT-23 封装，集成2 个双向TVS器件)，作为SP485R 芯片的附加保护措施。另外，电路中的L1、L2、C1、C2 是可选安装元件，用于提高电路的EMI 性能。图中附加的保护电路能够对SP485R 芯片起到良好的保护效果。2.隔离RS-485 电路 图2为一个使用光电隔离方式连接的SP485R 芯片的示范电路，可以被直接嵌入实际的RS-485 应用电路中。微处理器的UART 串口的RXD、TXD 通过光电隔离电路连接SP485R 芯片的RO、DI 引脚，控制信号R/D 同样经光电隔离电路去控制SP485R 芯片的DE和/RE 引脚。 由微处理器输出的R/D 信号通过光电隔离器件控制SP485R 芯片的发送器/接收器使能：R/D 信号为“1”，则SP485R 芯片的DE 和/RE 引脚为“1”，发送器有效，接收器禁止，此时微处理器可以向RS-485 总线发送数据字节；R/D 信号为“0”，则SP485R 芯片的DE和/RE 引脚为“0”，发送器禁止，接收器有效，此时微处理器可以接收来自RS-485 总线的数据字节。任一时刻，SP485R 芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1 个处于工作状态。 连接至A 引脚的上拉电阻R7、连接至B 引脚的下拉电阻R8 用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，以提高RS-485 节点与网络的可靠性。R7,R8,R9这三个电阻要根据实际应用而改变大小，特别在用120欧或更小终端电阻时，R9就不需要了，R7和R8应使用680欧电阻。 使用DC-DC 器件可以产生1 组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS-485 收发器电路提供+5V 电源。 电路中光耦器件的速率将会影响RS-485 电路的通讯速率。图2 中选用了NEC 公司的光耦器件PS2501 芯片，受PS2501 芯片的响应速率影响，这一示范RS-485 接口电路的通讯速率只可保障在19200bps 速率下正常工作；如果需要达到更高的RS-485 通讯速率，则需要选用响应速度更快的光耦器件，比如Agilent 公司的超高速光耦元件。TTL电平与RS232电平的区别 工作中遇到一个关于电平选择的问题,居然给忘记RS232电平的定义了,当时无法反应上来,回来之后查找资料才了解两者之间的区别,视乎两年多的时间,之前非常熟悉的一些常识也开始淡忘,这个可不是一个好的现象.:-),还是把关于三种常见的电平的区别copy到这里.做加深记忆的效果之用.什么是TTL电平、CMOS电平、RS232电平？它们有什么区别呢？一般说来，CMOS电平比TTL电平有着更高的噪声容限。（一）、TTL电平标准 输出 L： 2.4V。 输入 L： 2.0V TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。于是TTL电平的输入低电平的噪声容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高电平的噪声容限为(5-2.4)/2=1.3V。（二）、CMOS电平标准 输出 L： 0.9*Vcc。 输入 L： 0.7*Vcc. 由于CMOS电源采用12V，则输入低于3.6V为低电平，噪声容限为1.8V，高于3.5V为高电平，噪声容限高为1.8V。比TTL有更高的噪声容限。（三）、RS232标准逻辑1的电平为-3-15V，逻辑0的电平为+3+15V，注意电平的定义反相了一次。TTL与CMOS电平使用