|
|
一、RS-232、RS-422与RS-485的由来
' S V6 k) I( [% P0 z% q% a 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。
Q- l0 |! v! }( {( v* r% v1 j 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。
4 X6 L6 _, ?4 {1 R- F 二、RS-232串行接口标准 / T, y0 ^$ Y& [3 b
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。
3 Q9 G; s. Q: F# S4 R u% o. U2 Q: E1 |. `1 u, L
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 " L. _8 G; g) G s# Q
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 V8 R& l3 w
规定 RS232 RS422 R485
4 d3 @! C1 [5 d4 W* F. ^% d工作方式 单端 差分 差分 4 I9 o: Q# f2 Q1 s. L
& _% p- X1 r' y2 s% f节点数 1收、1发 1发10收 1发32收 " P( M" I8 m% o |6 |/ Z0 E9 ]0 B
最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺 : ~5 e0 z3 D8 b8 \
最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s
3 @/ t: _6 B% \
最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V 2 H7 N6 d* I- z$ [* z+ a' t
驱动器输出信号电平 " C- n" ?( O @ O+ `
(负载最小值) 负载 +/-5V~+/-15V +/-2.0V +/-1.5V
* T( q0 b5 ?$ M驱动器输出信号电平
( }! D l! }2 @# V; G% K: y/ y T(空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V
4 n1 h- f5 ^$ t驱动器负载阻抗(Ω) 3K~7K 100 54
" Z( f8 p/ H+ \: t摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A 1 n! j' n. P1 C- G1 Q' R
接收器输入电压范围 +/-15V -10V~+10V -7V~+12V ! o- q2 o; n1 Y7 B+ c4 Q- c% J% u
接收器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV 1 p8 C% s- F) z4 m/ n0 z% d9 O
接收器输入电阻(Ω) 3K~7K 4K(最小) ≥12K
8 g) Z' i' u6 g( z5 n驱动器共模电压 -3V~+3V -1V~+3V ) w* d1 G( q; h1 v2 ?9 ]% _/ X2 z
接收器共模电压 -7V~+7V -7V~+12V 8 X8 | e) u, g+ r
. \+ K3 B) a0 B9 T' }
' y. E# Q5 ~$ H0 y& ?三、RS-422与RS-485串行接口标准
j5 `. w* |6 |/ b 1.平衡传输 9 ]: x. [! K; _7 w7 d0 r, o
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。 ( \3 A1 j( V' D( v" g
$ d( b" V2 T U7 c. N/ {
) F4 |5 p a% A2 K$ A1 a
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 |
|