轨道信号ch6串行通讯

1、串行通信串行通信与并行通信并行通信：在计算机和终端之间，一组数据的各数据位在多条线上同时被传输的传输方式特点：作为微机系统中最基本的信息交换方式，并行通信传输速度快，效率高，不需求固定的格式，但成本较高，抗干扰能力差串行通信：使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度的传输方式。特点：由于串行通信中数据是在1位宽的传输线上一位一位的传输，所以其传输硬件成本较低，抗干扰能力强，但与并行通信相比传输效率低。同步与异步串行通信同步通信：同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，数据字符由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。同步通信要求收发端的时钟保持完全同步。

2、异步通信：异步通信是一种以字符或字节为单位分组发送的通信方式。收发双方只需要设定相同的数据帧格式和波特率，即可进行逐帧数据的收发。异步通信双方的时钟可以彼此独立。串行通信标准常用的串行通信标准包括：RS-232, RS-422, RS-485三类，三者是由电子工业协会（EIA）制订并发布的工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。1.RS-232标准RS-232是电子工业协会于1962年发布的最早的串行通信工业标准。作为一种全双工通信方式，RS-232仅需一条发送线、一条接收线、一条地线就可实现

3、。232是一种低速率、近距离串行通讯的单端标准，采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。其主要电气标准如下：电平为逻辑“0”时：+3V+15V；电平为逻辑“1”时：-3V-15V；未定义区：3V3V。在此区域内的信号处理将由通讯接口的RS-232 收发器决定。最大传输长度：50英尺（约15.2米）最大传输速率：20Kbps 节点数目：1对11.RS-232标准RS-232通信接口定义Txd：信号发送 Transmitted DataRxd：信号接收 Received DataRTS:发送请求(Request to Send)CTS:发送允许(Clear to Send)DSR:数据发送就绪(Dat

4、a Set Ready)DTR:数据终端就绪(Data Terminal Ready)DCD:接收线信号检出(Data Carrier Detection)SG: 信号地1.RS-232标准常用232收发芯片举例：SP3222/3232两组232收发链路应用电路举例SP3222芯片共设有有2路相互独立232收发通道(T1,R1; T2,R2)，左端T1IN, R1OUT与CPU相连，右端T1OUT R1IN与通信设备相连，实现232信号与CPU的USART端口开关量信号的相互转换。2.RS-485为弥补RS-232 通信距离短、速率低等缺点，电子工业协会(EIA)于1983年发布了RS-485

5、标准。RS-485 标准与RS-232 不一样，数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），也称作平衡传输。RS-485标准使用一对双绞线A与B进行通信，用A与B的电位差来表达逻辑状态。当A-B大于+200mV时，识别为逻辑高电平，当A-B小于-200mV时，为逻辑低电平。在收发器的接受平衡线上，电平范围通常在200mV到6V之间。这一差分传输方式使得RS-485具有相当高的噪声抑制和传输速率，且传输距离较远。“使能”信号用于控制发送发送器与传输线的切断与连接。当使能端作用时，发送器处于高阻态。2.RS-485RS-485 标准的主要技术参数如图：最大传输距离

6、约为1219 米，最大传输速率为10Mbps。通常，RS-485 网络采用平衡双绞线作为传输媒体。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，只有在20kbps 速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般来说，15 米长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。2.RS-485与232和422先比，RS-485最为显著的提升表现为：其可以通过485总线实现多机互联，形成直线拓扑结构的RS-485网络。在485网络中，主机和从机的地位不是固定的，各台设备的地位是平等的。在时序确定的情况下，485总线上的任何一台分机都可以作为主机发送数据。由于485连接往往以总线形式出现，

7、没有独立的收/发线，RS-485是一种半双工通信方式。总线上的各台设备通过分别使能收/发接口，实现数据收发功能的转换。在时序确认后，485网络每一时刻只能有1台设备作为主机发送数据。2.RS-485常用转换芯片举例:SP485RSP485是一种半双工收发器，为RS-485串行通信标准设计。内部包含接收器和发送器模块。通过RO与RE端口切换收/发模式，并通过RO和DI端口分别接受和发送数据。右侧的A, B引脚分别与485总线A,B相连。当发送器和接收器同时关断时，芯片处于高阻态。2.RS-485应用电路举例：CPU通过R/D线电平信号选择收/发模式，通过TxD和Rxd端子收发数据。 A, B端分

8、别与485总线A线，B线连接。C1,C2, L1, L2用于退耦合，提高电路的抗EMI(电磁干扰)性能。V4,V5,V6为稳压二极管，在总线出现浪涌、雷击等状况时保护收发器。2.RS-485485隔离电路：在CPU与SP485R的引脚之间通过光耦隔离，对CPU起一定的保护效果。Ro口的接受到数据时，Q1随着每一个数据位状态导通或截止，驱动U1光耦，在RxD处产生相同的数据位。同理，收/发选择信号和TxD信号用于驱动光耦U2与U3，在收发器的收（发）使能端和数据发送端产生相应的信号，实现CPU与485收发芯片的通信。3.RS-422RS-422是电子工程协会为了弥补232标准通信距离短、速率低的

9、缺陷而发布的一种平衡电压数字接口电路标准。RS-422采用两对双绞线分别用于收/发，一根信号地线，共5根通讯线实现数据的收发。RS-422采用与485相同的差分输入传输方式，所不同的是其具有相互独立的收/发通道，可以实现全双工通信。相应地，连接在422总线上的设备具有固定的主机/从机地位，从机之间不可以互相通信，同一时刻只可以有一台从机向主机发送数据。因此，RS-422实质上是一个主机与多个从机的一点对多点的双向通信。3.RS-422RS-422 标准的主要电气参数如图：的最大传输距离为4000 英尺（约1219 米），最大传输速率为10Mbps。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在20kbps 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1Mbps。3.RS-422422收发芯片举例：SP491ESP491E 是全双工差分收发器，其具有独立的收、发端口，可以满足RS-422的全双工通信要求，同时也可以用作RS-485收发芯片。其发送、接受、收/发使能端口与SP485R类似，但与总线相连的输出接口变为2组，分别用于收/发数