分享

常用物理接口大全(一)

 楽钅方 2019-08-11

1
RS232

个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现。 

EIA RS232C 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。RS232C 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。  

RS232C 标准规定的数据传输速率为每秒150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 

EIA-RS-232C 对电器特性、逻辑电平和各种信号线的功能都作了规定。  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RS232C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。 

连接器:由于RS232C并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25、DB-15[1]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。

  •  DB-25


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])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)  

  •  DB-9 

使用DB-9连接器,作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2这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-9型引脚信号完全不同。因此,若与配接DB-25型连接器的DCE[3]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20kbps时,RS232C 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:RS232C标准规定,若不使用MODEM,在码元畸变小于4%的情况下,DTE[4]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。 

2
RS485

由于RS232C接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点:  

  • 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。

  • 传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps。  

  • 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。  

  • 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15米左右。

针对RS232C的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,EIA于1983年制定了RS485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,它具有以下特点:

  1. 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15米左右。 

  2. RS485的数据最高传输速率为10Mbps

  3. RS485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. RS485最大的通信距离约为1219M,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比,在100Kb/S的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。RS485总线一般最大支持32个节点,如果使用特制的485芯片,可以达到128个或者256个节点,最大的可以支持到400个节点。

因RS485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,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端连接的RS485接口采用DB-9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9(针)。

3
RS422

为改进RS232通信距离短、速率低的缺点,RS422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时)(约为1219米),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422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。  

RS422总线与RS485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 、发送信号线和接受信号线三条线(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19kpbs下能传输1142米。 

RS422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拥有更强的驱动能力,因此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支持点对多点的双向通信。接收器输入阻抗为4k,故发送端的最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。RS422的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)来完成。  

RS422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需要一个终接电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可以不接终接电阻,即一般在300米以下不需要终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

工控维修联盟:

为企业提供维修保养服务。为厂商提供售后本地化服务!

维修商就近接单,提供快捷优质的服务!工控上下游企业均可加入,共建工控服务生态圈!

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多