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各种 接口标准

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　1、RJ-45接口 　　这种接口就是我们现在最常见的网络设备接口，俗称"水晶头"，专业术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。 　　这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据 带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。 　　2、SC光纤接口 　　SC光纤接口在100Base-TX以太网时代就已经得到了应用，因此当时称为100Base-FX(F是光纤单词fiber的缩写)，不过当时由于性能并不比双绞线突出但是成本却较高，因此没有得到普及，现在业界大力推广千兆网络，SC光纤接口则重新受到重视。 　　光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局网交换环境，在一些高性能千兆交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似， 不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。 　3、FDDI接口 　　FDDI是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种，具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。 　　光纤分布式数据接口(FDDI)是由美国国家标准化组织(ANSI)制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI使用双环令牌，传输速率可以达到100Mbps. 　　CCDI是FDDI的一种变型，它采用双绞铜缆为传输介质，数据传输速率通常为100Mbps. 　　FDDI-2是FDDI的扩展协议，支持语音、视频及数据传输，是FDDI的另一个变种，称为FDDI全双工技术(FFDT)，它采用与FDDI相同的网络结构，但传输速率可以达到200Mbps. 　　由于使用光纤作为传输媒体具有容量大、传输距离长、抗干扰能力强等多种优点，常用于城域网、校园环境的主干网、多建筑物网络分布的环境，于是FDDI接口在网络骨干交换机上比较常见，现在随着千兆的普及，一些高端的千兆交换机上也开始使用这种接口。 　　4、AUI接口 　　AUI接口专门用于连接粗同轴电缆，早期的网卡上有这样的接口与集线器、交换机相连组成网络，现在一般用不到了。 　　AUI接口是一种"D"型15针接口，之前在令牌环网或总线型网络中使用，可以借助外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45)，实现与10Base-T以太网络的连接。 RS-232-C 　　RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。 　　在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。 　　RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 　　RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例 如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号 传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。 　　 编辑本段 EIA RS-232C 接口标准 　 　EIA RS-232C 是由美国电子工业协会 EIA（Electronic Industry Association）在1969年颁布的一种串行物理接口标准。RS（Recommended Standard）是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232C 总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。 　　在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。 　　RS-232C 标准规定的数据传输速率为每秒150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 　　RS-232C 标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电 容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通 信。 　　串行通信接 口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-232C标准是美 国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对 串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。 　　在讨论RS-232C接口标准的内容之前，先说明两点： 远程通信连接数据终端 　 　首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终 端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计 算机不兼容的地方就不难理解了。 “发送”和“接收” 　　其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，因此双方都能发送和接收。 编辑本段 RS-232C 标准（协议） 　 　RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准，其中EIA (Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接 电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA RS-422A、EIA RS-423A、EIA RS-485。 这里只介绍EIA RS-232C（简称232，RS232）。 例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。 1.电气特性 　　EIA-RS-232C 对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 　　在TxD和RxD上： 　　逻辑1(MARK)=-3V～-15V 　　逻辑0(SPACE)=+3～+15V 　　在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 　　信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 　　信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V 　　以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号） 的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电 平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认 为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在(3～15)V之间。 　　EIA RS-232C 与TTL转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如 MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。 MAX232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。 2、连接器的机械特性： 　　连接器：由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。 　　（1）DB-25： PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组： 　　①异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 　　②20mA电流环信号 9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 　　③空6个（9，10，11，18，21，25） 　　④保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚） 　　注意，20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机提供，至AT机及以后，已不支持。 　　（2）DB-9： 　　在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主 板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此，若与配 接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。 　　电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C 所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。 　　最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情 况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4%的要求， 接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。 3、RS-232C 的接口信号： 　　RS-232C 的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2条地线、4条数据线、11条控制线、3条定时信号线，剩下的5根线作备用或未定义。常用的只有10根，它们是： 　　（1）联络控制信号线： 　　数据发送准备好（Data set ready-DSR)——有效时（ON）状态，表明MODEM处于可以使用的状态。 　　数据终端准备好(Data terminal ready-DTR)——有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。 　　这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。 　　请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。 　　允许发送（Clear to send-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 　　这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。 　　接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的 MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到 终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。 　　振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。 　　（2）数据发送与接收线： 　　发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 　　接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 　　（3）地线 ： 　　　GND、Sig.GND——保护地和信号地，无方向。 　　上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如，只有当DSR和 DTR都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效(ON)状态，等CTS线上收到 有效(ON)状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为 发送方向，这时线路才能开始发送。 　　2个数据信号：发送TXD；接收RXD。 　　1个信号地线：SG。 　　6个控制信号： 　　DSR 数传发送准备好，Data Set Ready。 　　DTR 数据终端准备好，Data Terminal Ready。 　　RTS DTE请求DCE发送（Request To Send）。 　　CTS DCE允许DTE发送（Clear To Send），该信号是对RTS信号的回答。 　　DCD 数据载波检测（Data Carrier Detection），当本地DCE设备（Modem）收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，通知DTE准备接收， 并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号， 经RXD线送给DTE。 　　RI 振铃信号（Ringing），当DCE收到对方的DCE设备送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知DTE已被呼叫。 　　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≤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≤15米）。 4、RS-232的接线 　　在工程当中经常会用到232口，一般是圆头8针与D型9针两种串口。在一定的条件下，必须要自己制作一个相应的"圆头或者是D型的"232串口。 　　RS232C串口通信接线方法（三线制） 　　首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连 　　同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连； 　　两个不同串口（不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口） 　　DB9-DB9 　　2-3,3-2,5-5 　　DB25-DB25 　　2-3,3-2,7-7 　　DB9-DB25 　　2-3,3-2,5-7 　　上面是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼此交叉，信号地对应相接。 　　8针圆形串口接线：2"逻辑地"，4"TXD",7"RXD"。 　　9针D型串口：2"RXD“，3”TXD“，5"逻辑地"。 编辑本段 RS-232-RS-485 　　RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线 　　RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 　　RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。 　　RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。 编辑本段 RS-232-RS-422接口 　　RS-422的电气性能与RS-485完全一样。主要的区别在于： 　　RS-422有4根信号线：两根发送（Y、Z）、两根接收（A、B）。由于RS-422的收与发 　　是分开的所以可以同时收和发（全双工）。 　　RS-485有2根信号线：发送和接收都是A和B。由于RS-485的收与发是共用两根线所 　　以不能够同时收和发（半双工）。 编辑本段 RS-232-RS-232C,25芯针转换为9芯针 　　25芯接口 9芯接口 　　2　3 　　3　2 　　4　7 　　5　8 　　6　6 　　7　5 　　8　1 　　20　4 　　22　9 编辑本段 RS-232-RS-232C接口定义(25芯) 　　针脚 定义 符号 　　1 频蔽地线 　　2 发送数据 TXD 　　3 接收数据 RXD 　　4 请求发送RTS 　　5 允许发送 CTS 　　6 数据准备好 DSR 　　7 信号地 SG 　　8 载波检测 DCD 　　9 发送返回(+) 　　10 未定义 　　11 数据发送(-) 　　12~17 未定义 　　18 数据接收(+) 　　19 未定义 　　20 数据终端准备好 DTR 　　21 未定义 　　22 振铃 RI 　　23~24 未定义 　　25 接收返回(-) 　　Pin 1 Protective Ground 　　Pin 2 Transmit Data 　　Pin 3 Received Data 　　Pin 4 Request To Send 　　Pin 5 Clear To Send 　　Pin 6 Data Set Ready 　　Pin 7 Signal Ground 　　Pin 8 Received Line Signal Detector 　　(Data Carrier Detect) 　　Pin 20 Data Terminal Ready 　　Pin 22 Ring Indicator 编辑本段 RS-232-RS-232C接口定义(9芯) 　 　针脚 定义 符号1 载波检测 DCD2 接收数据 RXD3 发送数据 TXD4 数据终端准备好 DTR5 信号地 SG6 数据准备好 DSR7 请求发送 RTS8 清除发送 CTS9 振铃提示 RIPin 1 Received Line Signal Detector(Data Carrier Detect)Pin 2 Received DataPin 3 Transmit DataPin 4 Data Terminal ReadyPin 5 Signal GroundPin 6 Data Set ReadyPin 7 Request To SendPin 8 Clear To SendPin 9 Ring Indicator 编辑本段 RS-232-缺点 　　（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。 RS485简介 　　智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄 断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。下面我们就简单介绍一下RS485。 编辑本段 RS485接口 　 　RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“1”，- 6V～- 2V表示“0”。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： 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。 　　由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路： （1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产 品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。 编辑本段 RS485电缆 　　在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为120Ω）的RS485专用电缆（STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG），而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG）。 在使用RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据主要是 受信号失真及噪声等影响所影响。理论上，通信速率在100Kpbs及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中传输的距离也因芯片 及电缆的传输特性而所差异。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到 9.6公理。如果真需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是5~10公里，而采用单模光纤可达50公 里的传播距离。 编辑本段 RS485布网 　　网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点： 　　（1）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量 短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高， 其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。 　　（2）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。 　　总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。 　　在RS485组网过程中另一个需要注意的问题是终端负载电阻问题，在设备少距离短的情况下不加 终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可 以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号 的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。 　　一般终端匹配采用终端电阻方法， RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻 抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。另外一种比较省电的匹配 方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的，节能效果显著。 　　最近两年一些公司基于部分企业信息化的实施已完成，工厂中已经铺设了延伸到车间每个办公室、控制室的局域网的现状，推出了串口服务器来取代多串口卡，这主要是利用企业已有的局域网资源减少线路投资，节约成本，相当于通过tcp/ip把多串口卡放在了现场。 编辑本段 RS485和其它总线网络的区别： 　　我们把工业网络归结为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。 　　HART网络：HART是由现在的艾默生提出一个过度性总线标准，他主要是在4~20毫安电流 信号上面叠加数字信号，物理层采用BELL202频移键控技术，以实现部分智能仪表的功能，但此协议不是一个真正意义上开放的标准，要加入他的基金会才能 拿到协议，加入基金会要一部分的费用。技术主要被国外几家大公司垄断，近两年国内也有公司在做，但还没有达到国外公司的水平。现在有很大一部分的智能仪表 都带有HART圆卡，都具备HART通讯功能。但从国内来看还没有真正利用其这部分功能，最多只是利用手操器对其进行参数设定，没有发挥出HART智能仪 表应有的功能，没有联网进行设备监控。从长远来看由于HART通信速率低组网困难等原因，HART仪表的采购量会程下滑趋势，但由于HART仪表已经有十 多年的历史现在在装数量非常的大，对于一些系统集成商来说还有很大的可利用空间。 　　现场总线网络：现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域 网，它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接设置在控制现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、串行、多站通信的网络。 其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现是传统的控制系统结构产生了革 命性的变化，是自控系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化的方向迈进，形成新型的网络集成式全分布式控制系统---现场总线控制系统 FCS（Fieldbus Control System）。但是现在的现场总线的各种标准并行存在并且都有自己的生存领域，还没有形成真正统一的标准，关键是看不到什么时候能形成统一的标准，技术 也不够成熟。另外现场总线的仪表种类还比较少可供选择的余地小，价格也偏高，从最终用户的角度看大多还处于观望状态，都想等到技术成熟之后在考虑，现在实 施的少。 　　RS485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式，其特点是实施简单方便 ，而且现在支持RS485的仪表又特多，特别是在油品行业RS485/MODBUS简直是一统天下，现在的仪表商也纷纷转而支持RS485 /MODBUS，原因很简单，象原来的 HART仪表想买一个转换口非常困难 而且价格昂贵，RS485的转换接口就便宜的多而且种类繁多。至少在低端市场RS485/MODBUS还将是最主要的组网方式，近两三年内不会改变。 如今HART仪表想买一个转换口并不困难 而且价格也不在昂贵,目前国内有不少HART协议转换器,例如:SM100-A/SM100-B/SM100-C(嘉兴市松茂电子出的三款)现已基本满足 国内用户的需求.同时HART-RS232/HART-RS485还支持MODBUS协议.能很好的满足不同用户的需求. RS422 　　RS422总线与RS485和RS232电路原理基本相同，都是以差动方式发送和接受，不需要数字地线。 　　差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是二者与RS232的根本区别，因为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。 　　RS422和RS485在19kbs下能传输1142米。用新型收发器线路上可连接多台设备。 USB接口类型大全 USB是一种统一的传输规范，但是接口有许多种，最常见的就是咱们电脑上用的那种扁平的，这叫做A型口，里面有4根连线，根据谁插接谁分为公母接口，一般线上带的是公口，机器上带的是母口。 　　我们今天就来看看各种不同的USB接口： 　　●USB A型公口 图为：最常见的USB A型公口 　　这种A型公口可以说是最为常见的USB接口了，大家也肯定接触的不少，这里面共有4根线，其中分别是 5V、D-、D 和Ground，其中D-和D 是负责传输信号，由于属于串行接口，所以数据均是以单一高频的比特流传输的。 　　●USB B型公接口 图中右边的就是B型公接口 这个Switch上的接口就是B型母口 　　这种接口大量出现在一些体积较大的USB设备上，例如USB接口的打印机、扫描仪，这种接口采用的也是D型的接口，不容易插错，很安全。 　　接口秀：常见Mini B型5Pin接口 　　接下来就是在数码产品上最常见的接口了，由于数码产品体积所限，所以通常用的是Mini B型接口，但是Mini B型接口也有许多种类。 　　●Mini B型5Pin Mini B型5Pin接口示意图 Mini B型5Pin接口的实物图片 　　这种接口可以说是目前最常见的一种接口了，这种接口由于防误插性能出众，体积也比较小巧，所以正在赢得越来越的厂商青睐，现在这种接口广泛出现在读卡器、MP3、数码相机以及移动硬盘上。 图为：SONY F828上的Mini B型5Pin接口 　　目前采用这种接口的设备目前有SONY相机、摄像机和MP3，Olympus相机和录音笔，佳能相机和惠普的数码相机等等，数量相当繁多。 品牌的数码产品：奥林巴斯的C系列和E系列，柯达的大部分数码相机，三星的MP3产品(如Yepp)，SONY的DSC系列，康柏的IPAQ系列产品…… 　　接口秀：富士Mini B型4Pin Flat接口 　　Mini B型4Pin还有一种形式，那就是Mini B型4Pin Flat。顾名思义，这种接口比Mini B型4Pin要更加扁平，在设备中的应用也比较广泛。 　　●富士Mini B型4Pin Flat 图为：Mini B型4Pin Flat接口 　　这种接口和前面讲的MINI B型4pin非常类似，但是这种接头更为扁平，所占用的体积更小。 　　这种接口常见于以下设备：富士的FinePix系列，卡西欧的QV系列相机，柯尼卡的产品。 　　我们看到，富士的机器用这种接口的比较多，几乎旧有的机型全是这种接口。不过值得注意的是，富士在最新的S5000和S7000上已经放弃了这种接口，改投Mini B 5Pin的阵营。 　　接口秀：尼康独有，Mini B型8Pin接口 　　Mini B型除了前面的4Pin和5Pin的，还有一种就是8Pin的了，这种接头在其他设备上出现的几率就非常少了，通常出现在数码相机上。Mini B型的接口也有3种，一种是普通型的，一种是Round(圆)型的，还有一种是24布局的扁平接口。 　　●MINI B型8Pin 图为：Mini B型8Pin的接口 　　这种接口适用的设备，据笔者所知目前只有Nikon Coolpix 775一个款型的产品使用这种接口。 　　●Mini B型8Pin Round 图为：Mini B型8Pin Round接口 　　这种接口和前面的普通型比起来，就是将原来的D型接头改成了圆形接头，并且为了防止误插在一边设计了一个凸起。 　　这种接头可以见于一些Nikon的数码相机，CoolPix系列比较多见。虽然Nikon一直坚持用这种接口，但是在一些较新的机型中，例如D100和CP2000也都采用了普及度最高的Mini B型5Pin接口。 MP3系列，其中号称“铁三角”的180TC，以及该系列的很多其他产品采用的均是这种接口。这种接口的应用范围也还算是广，不过从iRiver自3XX系列全面换成Mini B型5Pin的接口后，这种规格明显没有Mini B型5Pin抢眼了。 　　统一大势所趋，Mini B 5Pin前景光明 　　通过上面的介绍，想必大家一定能找到自己设备的连接线是哪种，以后就不用担心数据线丢失了。即使丢失，也能够按照这些信息查找到能够通用的产品。 　　经过我们对3大类，6种常用的设备端Mini B型接口的介绍，我们不难看出这么一点，就是在规格非常烦杂的同时，一个越来越清晰的趋势正在显现出来。这就是小型设备上的USB接口在今后的发展中也将 趋于统一，而如果对现状稍加分析的话，我们就不难看出将来统一的标准最可能是Mini B型5Pin的接口。 　　iRiver的MP3开始不是这种接口，后来的产品也变成了这种接口；Nikon的相机开始不是这种接口，后期也采用了这种接口；富士的相 机开始不是这种接口，现在也在最新的产品中应用了这种接口。这种接口体积小巧，插拔容易，特别是梯形设计，不但能够防止误插，还能够帮助使用者盲插。目前 这种接口的设备最多，而且横跨各种设备。 　　在这样的情况下，我们就不难看出这种接口的光明前景了。 类型 具体类型 常见的设备 Mini B型 5Pin Mini B型 5Pin 绝大多数设备 Mini B型 4Pin Mini B型 4Pin 奥林巴斯的一些产品，SONY的早期DC，随身听 Mini B型 4Pin Flat 富士的绝大部分早期机型 Mini B型 8Pin Mini B型 8Pin 尼康的数码相机 Mini B型 8Pin Round Mini B型 8Pin 24 iRiver 100系列， 　　对于这种USB接口的统一，其好处并不像其他一些规格的统一的意义那么大，但是正是这种统一却能让用户对原配线缆的专属依赖性降低，而且能让各设备间的协调工作更加便捷。 DVI接口基础知识 DVI全称为Digital Visual Interface，是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成的数字显示工作组 DDWG(Digital Display Working Group)推出的接口标准，其外观是一个24针的接插件。显示设备采用DVI接口具有主要有以下两大优点: 　　一、速度快:DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。 　　二、画面清晰:计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中 的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D(模拟/数字)转换 器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像 出现失真甚至显示错误，而DVI接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。 区分不同DVI标准 　　DVI接口有多种规格，分为DVI-A、DVI-D和DVI-I，它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技术为基础，基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制，可以将象素数据编码，并通过串行连接传递。显卡产生的 数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器，经过*送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器 是信号的来源，可以内建在显卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路，它可以接受数字信号，将其*并传递到 数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成为显示器上的图象。 DVI-D接口 DVI-I接口 　　前面我们已经提到过，DVI也分为几种规格，其中DVI-A其实就是VGA接口标准，只是换汤不换药而已，目前的DVI接口主要是DVI-D和 DVI-I两种，而这两种规格中，又再分为“双通道”和“单通道”两种类型，我们平时见到的都是单通道版的，双通道版的成本很高，因此只有部分专业设备才 具备。 区分不同DVI标准 　　常见的DVI接口中，DVI-D接口只能接收数字信号，接口上只有3排8列共24个针脚，其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。 　　DVI-I接口可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。 18针和24针DVI的区别 　　在买液晶显示器的时候，我们可能会发现，DVI有18针和24针两种，有人说18针DVI是简化版，比24针的性能差很多，而也有的人说24针DVI就是多了一些地线二者根本没有区别。究竟事实是怎样? 　　之前我们已经跟大家提到过，在DVI的不同规格中，又分为“双通道”和“单通道”两种类型，其实这18针、24针就是这两种类型的差别。18针的 DVI属于单通道，而24针属于双通道，也就是说，18针的DVI传输速率只有24针的一半，为165MHz。在画面显示上，单通道的DVI支持的分辨率 和双通道的完全一样，但刷新率却只有双通道的一半左右，会造成显示质量的下降。一般来讲，单通道的DVI接口，最大的刷新率只能支持到 1920*1080*60hz或1600*1200*60hz，即现有23寸宽屏显示器和20寸普通比例显示器的正常显示，再高的话就会造成显示效果的下 降。 　　那18针DVI接口的液晶显示器是不是不能买呢?答案当然是否定的，目前我们使用的显示器尺寸大多在20英寸以下，准确的说并不能算是大屏液晶显示 器，这些显示器的标准分辨率都在18针DVI的能力范围之内，除非是购买23英寸以上的大屏液晶显示器，否则对18针还是24针这样的烦恼完全没必要太过 在意。 显卡没有DVI接口怎么办？ 不用担心，您可以买一个VGA转DVI的转换接头，要注意DVI接口的类型。 曼彻斯特码 Manchester code (又称裂相码、双向码），一种用电平跳变来表示1或0的编码，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。 　　 　　其对应关系为： 　　0--》01 　　1--》10 　　信码 0 1 0 0 1 0 1 1 0 　　双向码 01 10 01 01 10 01 10 10 01 　　曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻斯特编码中， 每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中 间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。 　　两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。 　　曼彻斯特编码 　　曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统 中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接 位错误。在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。相反地，这 些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。 　　曼彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示"0"，从高到低跳变表示"1"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。 　　对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的《网络工程师教程》中 对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而 《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。清华大学的《计算机通信与网络教程》《计算机网 络（第4版）》采用如下方式：曼彻斯特编码从高到低的跳变是 1 从低到高的跳变是 0 。 　　两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。 　　就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。 　　【在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分1和0，即用正的电压跳变表示0，用负的电压跳变表示1。因此，这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。】 　　Manchester encoding uses the transition in the middle of the timing window to determine the binary value for that bit period. In Figure , the top waveform moves to a lower position so it is interpreted as a binary zero. The second waveform moves to a higher position and is interpreted as a binary one . 　　【关于数据表示的约定】 　　事实上存在两种相反的数据表示约定。 　　第一种是由G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的，它规定0是由低-高的电平跳变表示，1是高-低的电平跳变。 　　第二种约定则是在IEEE 802.4(令牌总线)和低速版的IEEE 802.3 (以太网)中规定, 按照这样的说法, 低-高电平跳变表示1, 高-低的电平跳变表示0。 　　由于有以上两种不同的表示方法,所以有些地方会出现歧异。当然,这可以在差分曼彻斯特编码(Differential Manchester encoding)方式中克服.

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