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一、RS-232、RS-422与RS-485的由来 9 G# J3 \& q8 z
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。
: z" r: o) |% x6 t, r 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。
9 X) A( f/ M8 i4 m8 n. w/ ] 二、RS-232串行接口标准 . c a* L7 I8 v1 ]9 g% T9 C# I
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。 * {; E) `0 j! p8 ^$ b4 l1 b9 u) B
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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 ! F2 M% B- [% P( L/ m
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。 / w- b' ?! S; K5 q
规定 RS232 RS422 R485 ' u9 L* B \8 W$ E, h
工作方式 单端 差分 差分
1 ]1 t: u; g& u
- d8 W( S, o* @
节点数 1收、1发 1发10收 1发32收 $ G9 f: z9 V+ @2 _
最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺
, h; a' b7 f6 g2 ]. K M7 W最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s
/ S: m' Z# d/ T. Q最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V % _" P3 D5 W. ~5 L
驱动器输出信号电平
9 b. B( X T" v7 k0 ~(负载最小值) 负载 +/-5V~+/-15V +/-2.0V +/-1.5V
3 u$ x8 O( u5 F0 I7 q: r驱动器输出信号电平 $ i# B7 S" D8 }( u# B
(空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V , M2 ^8 U3 S* g
驱动器负载阻抗(Ω) 3K~7K 100 54
3 ]1 C, B" r9 z, t b7 u5 E摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A & r l3 X e4 u6 J$ Q& V
接收器输入电压范围 +/-15V -10V~+10V -7V~+12V & L3 y% x/ M% \
接收器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV # e0 b4 K- F6 d3 Q' R% \- R! {
接收器输入电阻(Ω) 3K~7K 4K(最小) ≥12K % }: |% s* B$ `6 T% p
驱动器共模电压 -3V~+3V -1V~+3V . a/ R+ I4 ?9 u2 t. X4 E& @
接收器共模电压 -7V~+7V -7V~+12V
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2 J) e5 b) z' O& }三、RS-422与RS-485串行接口标准 4 L8 K3 S( h0 i3 V: h! o4 f) U- P* [
1.平衡传输 2 \+ t2 A5 o. ^$ z6 {
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。 * ?- M7 P5 c; V( P) G
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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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