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一、RS-232、RS-422与RS-485的由来
* f# o9 r$ G% m( n, x: \ RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的,RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422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),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。为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422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。
, m! r& ]4 J, m G/ \* b5 E RS-232、RS-422与RS-485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。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的RS-422控制协议是有差异的,视频服务器上的控制协议则更多了,如Louth、Odetis协议是公开的,而ProLINK则是基于Profile上的。 $ z& u- c4 j1 d
二、RS-232串行接口标准 / @1 ?+ j9 Y/ Z0 S9 W# ]- t
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
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# H, F+ l1 u) R- P3 U5 H收、发端的数据信号是相对于信号地,如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2脚相对7脚(信号地)的电平,DB25各引脚定义参见图1。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在-5~-15V电平。当无数据传输时,线上为TTL,从开始传送数据到结束,线上电平从TTL电平到RS-232
' d. S4 l7 _& P- F电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表1。 5 [& W& o( \& g3 L( M
规定 RS232 RS422 R485
7 M3 v" G+ p/ N工作方式 单端 差分 差分 + e3 B/ Q$ y8 G3 K* p% Q/ ?
1 N, K# R# I3 o/ B! m节点数 1收、1发 1发10收 1发32收 9 ]- y" J1 v, O+ S
最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺
; k9 M# h9 m [/ i最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s
5 M$ w1 n) D0 G& T7 Q最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V
: ?# [; M: S) T I* c0 E' k驱动器输出信号电平
+ N ]0 v9 \ I% b(负载最小值) 负载 +/-5V~+/-15V +/-2.0V +/-1.5V
; X. y% _) V4 a: J- ]
驱动器输出信号电平
- a& ?- j7 ~$ x7 h3 o(空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V
7 R; m# z0 E/ H7 }4 f# l驱动器负载阻抗(Ω) 3K~7K 100 54 6 \: d, R, [' s1 t4 s, j
摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A ' K4 ~$ D( _# j, a& h" _
接收器输入电压范围 +/-15V -10V~+10V -7V~+12V
; w1 X5 \$ T9 g接收器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV : j W* c8 h8 h. ^
接收器输入电阻(Ω) 3K~7K 4K(最小) ≥12K ! b8 J# j/ L0 ?
驱动器共模电压 -3V~+3V -1V~+3V
$ O7 ^( ?7 D# O, B9 j5 w9 @接收器共模电压 -7V~+7V -7V~+12V
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) g6 X0 g1 u' R, [& r) j0 y- }: ^ 6 E6 b/ B7 r8 y& ^2 h! M
三、RS-422与RS-485串行接口标准
. u0 H' M4 E" r0 V# c1 s 1.平衡传输
! n3 a1 W& e" t5 ^ RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B,如图2。 * [' j/ Y3 ~/ x1 D0 `
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3 d# r B* r8 _3 c: n通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态 |
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