畢業(yè)設(shè)計(jì)分析了RS485的串口通信協(xié)議

1、摘要本文介紹并分析了 rs485的串口通信協(xié)議，以及口通信協(xié)議的內(nèi)容。 著重分析了 rs485與rs232的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明了他們之間的轉(zhuǎn)換原理，介 紹并分析了串口通信網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)和具體使用問題。闡述了該 協(xié)議的完整工作過程,rs-485布線注意事項(xiàng)以及rs-485的應(yīng)用，同時(shí)提出 了相應(yīng)的解決并討論了總線負(fù)載能力和傳輸距離z間的具體關(guān)系。隨著自 動(dòng)化程度越來越高，傳統(tǒng)的輸配電操作和控制方式已不再適應(yīng)當(dāng)今的 發(fā)展要求，自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到越來越多的運(yùn)用。rs-485因硬件設(shè)計(jì) 簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化、工業(yè)控制 等領(lǐng)域。rs485具有接口簡單、靈活性好、價(jià)格低、

2、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，可 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，從中體現(xiàn)了 rs485在工業(yè)生產(chǎn)屮的重要地位。 關(guān)鍵詞：串口協(xié)議 串口傳輸與轉(zhuǎn)換485總線rs485/232引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)通信中經(jīng)常采用串行通信來完成信息 交換。在數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及工業(yè)上的分布式控制檢測(cè)系統(tǒng)中，經(jīng) 常采用串行通信來完成信息交換。這類系統(tǒng)要求用最少的信號(hào)線來完成通 信任務(wù)，rtl 'j- rs485具有性能優(yōu)異、組網(wǎng)簡單的優(yōu)點(diǎn)，在集中控制系統(tǒng)、 分布式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，特別是在耍求遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膽?yīng)用中 rs485應(yīng)用是相當(dāng)?shù)膹V泛。但是rs485與rs232 rs422串口的電平信號(hào)有不同，就需要

3、他們z間 的相互轉(zhuǎn)換，就必須通過rs232/rs485轉(zhuǎn)換接口芯片與rs485總線連接在 一起。本文針對(duì)rs485等做了種種分析，并結(jié)合實(shí)際做分析，讓它與實(shí)際緊 密結(jié)合目錄摘要1弓丨 言ii第一章串口的介紹11.1串口協(xié)議11. 1. 1 rs-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)11. 1.2 rs-422 與 rs-485 串行接 口標(biāo)準(zhǔn)21.2串口插口種類及轉(zhuǎn)換31.3串口的擴(kuò)展與應(yīng)用41.3.1串口的擴(kuò)展4第二章 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議62.1數(shù)據(jù)傳輸62.1.1數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸62. 1.2 查詢一冋應(yīng)62.2 rs485的傳輸方式62.3消息幀72. 3. 1幀格式72. 3.2地址域72. 3. 3如何處理

4、功能域7第三章rs-485和其它串行口區(qū)別93. 1兒種串行口的簡介93. 1. 1 串行口 rs-23293. 1. 2 串行口 rs-48593. 1. 3 串行口 rs-42293. 2 rs-232-c103. 2. 1電氣特性103.2.2連接器的機(jī)械特性113. 2. 3 rs-232c 的接 口信號(hào)113.3典型的串行通訊14第四章rs-485在工業(yè)上的應(yīng)用164. 1 rs-485 集線器164.2 rs485/usb 轉(zhuǎn)換器174. 2. 1硬件電路的設(shè)計(jì)184.3軟件的編程19參考文獻(xiàn)21致 謝22第一章串口的介紹1串口協(xié)議串口協(xié)議只是定義了傳輸?shù)碾妷?，阻抗等，編程方式和?/p>

5、通的串口一樣。通常我們対于視頻服務(wù)器、錄像機(jī)、切換臺(tái)等直接播出、切換控制主要使 用串口進(jìn)行，主耍使用到rs-232、rs-422與rs-485三種接口控制。rs-232、 rs-422與rs-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或 協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立口己的高層通信協(xié)議。例如：視頻服務(wù)器都帶 有多個(gè)rs422串行通訊接口，每個(gè)接口均可通過rs422通訊線由外部計(jì)算機(jī)控 制實(shí)現(xiàn)記錄耳播放。視頻服務(wù)器除提供各種控制硬件接口外，還提供i辦議接口， 如rs422接口除支持rs422的profile協(xié)議外,還支持louth、odetics、bvw 等通過rs422控制的協(xié)議

6、。rs-232、rs-422與rs-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì) （eta）制訂并發(fā)布的，rs-232在1962年發(fā)布。rs-422 rfl rs-232發(fā)展而來， 為改進(jìn)rs-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，rs-422定義了一種平衡通信接口， 將傳輸速率提高到10mbps,傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kbps時(shí)）， 并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。rs-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī) 接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為tta/eta-422-a標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍， eia又于1983年在rs-422基礎(chǔ)上制定了 rs-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通

7、信 能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力 和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為tta/eia-485-a標(biāo)準(zhǔn)。1.1.1rs-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)日前rs-232是pc機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。rs-232被 定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。rs-232采取不平衡 傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地。典型的rs-232 信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5 + 15v,負(fù)電平在-5-15v電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為ttl,從開始傳送數(shù) 據(jù)到結(jié)束，線上電平從ttl電平到

8、rs-232電平再返冋ttl電平。接收器典型的 工作電平在+3+ 12v與-3-12v0由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2v至3v 左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大 為約15米，最高速率為20kbps。rs-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備） 通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3kq7k qo所以rs-232適合本地設(shè)備z間的 通信。ttl電平信號(hào)被利用的最多是因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5v等價(jià) 于邏輯“1”，0v等價(jià)于邏輯“0”，這被稱做ttl （品體管-品體管邏輯電平）信 號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分z間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。ttl電平信

9、號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首 先計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也 較低，另外ttl電平信號(hào)直接與集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線路驅(qū)動(dòng)器 以及接收器電路；再者，計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下 進(jìn)行的，而ttl接口的操作恰能滿足這個(gè)要求。ttl型通信人多數(shù)情況下，是采 用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過10英尺的距離就不適介了。這 是由于可靠性和成本兩而的原因。因?yàn)樵诓⑿薪涌谥写嬖谥嗪筒粚?duì)稱的問 題，這些問題對(duì)可靠性均有影響。ttl輸出高電平24v,輸出低電平0.4vo在室溫下,一般輸出高電平是 3. 5v

10、,輸出低電平是0. 2v。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平x2.0v,輸 入低電平=0. 8v，噪聲容限是0. 4vo1.1.2 rs-422與rs-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)(1) 平衡傳輸rs-422、rs-485與rs-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平 衡傳輸，它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線立義為a,另一線沱義為b。通常情況 下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器a、b之間的正電平在+2+6v,是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2v -6v,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地c,在rs-485中還有一 “使能”端， 而在rs-422屮這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線 的切斷與連接。當(dāng)“使能

11、”端起作用吋，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱作“笫 三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。(2) rs-422電氣規(guī)定由于接收器釆用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比rs232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允 許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備 (master),其余為從設(shè)備(salve),從設(shè)備z間不能通信，所以rs-422支持 點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。rs-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不 必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置zi'可任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式(x0n/x0ff 握手)或硬件方式(一對(duì)單獨(dú)的雙絞線)實(shí)現(xiàn)。rs-422的最大傳輸距離為4000 英

12、尺(約1219米)，最人傳輸速率為10mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率 成反比，在100kbps速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離 下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率 僅為imbpso rs-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。 在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電 肌接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。(3) rs-485電氣規(guī)定由于rs-485是從rs-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所以rs-485許多電氣規(guī)定與 rs-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。rs-485

13、可以釆用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真止的多點(diǎn)雙向通信。rs-485總線， 在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),廣泛采用rs-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。rs-485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具 有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mv的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。rs-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送 電路須由使能信號(hào)加以控制。rs-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多 信號(hào)線。應(yīng)用rs-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器 和32臺(tái)接收器。rs-485與rs-422的不同還在于其共模輸出電壓是不

14、同的，rs-485是-7v至+12v之間,而rs-422在-7v至+7v之間;rs-485滿足所有rs-422 的規(guī)范，所以rs-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在rs-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。rs-485與rs-422 一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最人傳輸速率為10mbps。平衡雙絞線的長 度與傳輸速率成反比，在100kbps速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。 只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速 率僅為imbpso(4) rs-422與rs-485的網(wǎng)絡(luò)安裝注意要點(diǎn)rs-422可支持10個(gè)節(jié)點(diǎn)，rs-485支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎?/p>

15、終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng) 絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意如下兒點(diǎn)：*采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn) 的引出線長度應(yīng)盡量短，以便使引出線屮的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。*應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。 下列兒種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一 段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線?？傊?，應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。1.2串口插口種類及轉(zhuǎn)換串口是一種接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)，簡單說只是物理層的一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。沒有規(guī)定接口插件電纜以及使用的協(xié)議，所以只

16、要我們使用的接口插 件電纜符介串口標(biāo)準(zhǔn)就可以在實(shí)際中靈活使用，在串口接口標(biāo)準(zhǔn)上使用各種協(xié) 議進(jìn)行通訊及設(shè)備控制。以上我們了解了串口的協(xié)議，而我們口常工作中接觸最多的是實(shí)際的一些 設(shè)備的外部接口，我們?nèi)绾螐耐庑紊暇椭浪悄欠N接口呢？制作線纜各針腳 如何定義？我們知道串口 rs-232、rs-422與rs-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性 做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高 層通信協(xié)議。從我們實(shí)際工作屮碰到的使用最多的插口有三種db9 db25 rj45, 上面三種插口插件都可以用作串口插口插件，也可以通過線纜進(jìn)行插口之間的 轉(zhuǎn)換。下而我們就三種插口的針腳定義分別說

17、明，三個(gè)插口之間的轉(zhuǎn)換也只要 按照插口定義的線纜跳接即可。表19針串口功能一覽表 -針腳功能1載波檢測(cè)2接收數(shù)據(jù)3發(fā)送數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備完成5信號(hào)地線6數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成7發(fā)送請(qǐng)求8發(fā)送清除f 9振銃扌6小表2 25針串口功能一覽表針腳功能1空2發(fā)送數(shù)據(jù)3接收數(shù)據(jù)4發(fā)送請(qǐng)求5發(fā)送清除6數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成7信號(hào)地線8載波檢測(cè)9空10空11空12 到 17空18空19空20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備完成21空22振鈴指喬23空24空25空db9 （9腳插口插座）。9針串口功能如表1。db25 （25腳插口插座）。25針串口功能如表2。述有一種插口是rj45,比如湖 北臺(tái)使用的品尼高mssl600、mss700視頻服務(wù)器的編

18、解碼板控制口都為串口, 插口是rj45的，而播控機(jī)的串口插口是db9,因此我們就需要使用轉(zhuǎn)換線纜。rs485半雙工接法為：rx+和tx+并聯(lián)為data+；rx-和tx-并聯(lián)為data-o rs485全雙工/rs422接法為：full和gnd短接；信號(hào)線為rx+, tx+, rx-, tx-,可根據(jù)需要連接gnd。1.3串口的擴(kuò)展與應(yīng)用1.3.1串口的擴(kuò)展一般一臺(tái)計(jì)算機(jī)有兩個(gè)串口，而對(duì)于一臺(tái)播控計(jì)算機(jī)需要控制的設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不上兩臺(tái)設(shè)備，我們需要同時(shí)控制視頻服務(wù)器，錄像機(jī)、切換臺(tái)、字幕機(jī)等各 種設(shè)備。所以有些技術(shù)人員就需要對(duì)串口進(jìn)行擴(kuò)展，他們使用串口擴(kuò)展卡對(duì)串 口進(jìn)行擴(kuò)展,例如他們?cè)诓タ叵到y(tǒng)中使用的

19、串口擴(kuò)展卡moxa ci-134。m0xaci-134是專為工業(yè)環(huán)境通信應(yīng)用設(shè)計(jì)的rs-422/485四串口卡。它支 持4個(gè)獨(dú)立的rs-422/485串口，在一對(duì)多點(diǎn)的通信應(yīng)用下，最多可控制128個(gè) 設(shè)備。為使rs-485 2線半雙工操作變得更加簡單，每片ci-134卡都具有數(shù)據(jù) 流向自動(dòng)控制（addc）,不需軟件操作。因此,在windows應(yīng)用下不需額外的編 碼就能控制rs-485半雙工協(xié)議。為達(dá)到工業(yè)環(huán)境對(duì)高可靠性產(chǎn)品的要求，其系 列產(chǎn)品提供可選擇的光電隔離（2 kv）和浪涌保護(hù)（25 kv esd）功能。產(chǎn)品特點(diǎn)包括：可選擇光電隔離（2kv）和浪涌保護(hù)（25kv esd）功能；提 供數(shù)據(jù)

20、流向自動(dòng)控制 addc （automatic data direction control）功能；rs-485 數(shù)據(jù)控制1: addc或通過rts控制；內(nèi)建終端電阻；采用芯片碩件流量控制， 保證數(shù)據(jù)不流失；采用先進(jìn)asic設(shè)計(jì)，返修率低；支持眾多常見的操作系統(tǒng)。 1.3.2串口在播出控制系統(tǒng)中的應(yīng)用串口 rs232有效傳輸距離為15米，rs-422的最人傳輸距離為4000英尺（約 1219米），最人傳輸速率為10mbps。我們播控中使用的錄像機(jī)如dvcpro、imx 控制接口有rs232、rs422多個(gè)接口供選擇，如果使用pin9則為rs422接口， 視頻服務(wù)器編解碼口控制都是rs422接口，

21、只是插口為rj45不是db9的，需要 轉(zhuǎn)換線纜進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此我們?cè)诳刂棋鶕?jù)以上特性可以靈活使用，由于主備 控制切換的需要，以及距離的考慮統(tǒng)一選用rs422倒換開關(guān)進(jìn)行倒換，控制 rs422倒換開關(guān)的為rs232控制接口，直接由播控機(jī)木身的com 口來控制倒換開 關(guān)進(jìn)行倒換，其他控制錄像機(jī)、切換臺(tái)、視頻服務(wù)器編解碼卡使用moxa卡擴(kuò)展 的rs422接口進(jìn)入rs422倒換開關(guān)進(jìn)行倒換。整個(gè)系統(tǒng)中只有rs422倒換開口 控制是播控機(jī)的com （rs232） 口控制，其他都是moxa卡擴(kuò)展的rs422接口,由 于應(yīng)急開關(guān)需要rs232所以在應(yīng)急開關(guān)前面加了一個(gè)rs422轉(zhuǎn)rs232的轉(zhuǎn)換器。 通過控

22、制線播控機(jī)可以及時(shí)發(fā)出播控指令，也可以隨時(shí)讀取錄像機(jī)、切換臺(tái)、 還有視頻服務(wù)器的狀態(tài)。rs422、rs485和rs422電路都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。 差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與rs232的根木 區(qū)別，因?yàn)閞s232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線、發(fā)送線和 接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。rs422通過 兩對(duì)雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而rs485只能半雙工工作，發(fā)、收 不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對(duì)雙絞線。以上三種接口各有缺點(diǎn)，在實(shí)際工作 屮可以根據(jù)需要靈活選用。計(jì)算機(jī)控制在廣電播控系統(tǒng)屮運(yùn)用會(huì)越來越廣

23、泛，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的 不斷發(fā)展，智能化也會(huì)不斷提高，系統(tǒng)也會(huì)更加龐大，這就要求我們能更深入 了解計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論，這樣才能更深入的了解系統(tǒng)，維護(hù)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的 安全穩(wěn)定運(yùn)行，更好的保障安全播出。市場(chǎng)上的rs-232轉(zhuǎn)rs-485的轉(zhuǎn)換器,無源與有源兩種無源一般只是轉(zhuǎn)換，有源的轉(zhuǎn)換器除了實(shí)現(xiàn)232和485的轉(zhuǎn)換，還能保證 兩者之間電氣隔離。因?yàn)?85的線路往往比較長，線路上有干擾，采取隔離措 施后即使485線路上有干擾也不會(huì)影響232。第二章數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議rs485是主從式多機(jī)通訊協(xié)議，此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié) 構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問

24、其它設(shè)備的 過程，如何冋應(yīng)來自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)謀并記錄。它制定了消息域格 局和內(nèi)容的公共格式。此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來的消息，決 定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要冋應(yīng)，控制器將生成反饋信息按木協(xié)議發(fā)出。2.1數(shù)據(jù)傳輸2.1.1數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸控制器通信使用主一從技術(shù)，即僅一設(shè)備（主設(shè)備）能初始化傳輸（查詢）。其 它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通信，也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信。如果單獨(dú)通信, 從設(shè)備返冋一消息作為冋應(yīng)，如果是以廣播方式查詢的，則從設(shè)備不作任何冋應(yīng)。協(xié) 議建立了主設(shè)備查詢的格式：設(shè)備（或廣播

25、）地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、 一錯(cuò)謀檢測(cè)域。從設(shè)備冋應(yīng)消息也由協(xié)議構(gòu)成，包括確認(rèn)要行動(dòng)的域、任何要返冋的數(shù)據(jù)和一錯(cuò) 謀檢測(cè)域。如果在消息接收過程屮發(fā)生一錯(cuò)謀（無相應(yīng)的功能碼），或從設(shè)備不能執(zhí)行 其命令，從設(shè)備將建立一錯(cuò)謀消息并把它作為冋應(yīng)發(fā)送出去。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)上，控制器使用對(duì)等技術(shù)通信，故任何控制都能初始和其它控制器的 通信。這樣在單獨(dú)的通信過程中，控制器既可作為主設(shè)備也可作為從設(shè)備。在消息位，木協(xié)議仍提供了主一從原則，盡管網(wǎng)絡(luò)通信方法是“對(duì)等”。如果一 控制器發(fā)送一消息，它只是作為主設(shè)備，并期望從設(shè)備得到冋應(yīng)。同樣，當(dāng)控制器接 收到一消息，它將建立一從設(shè)備冋應(yīng)格式并返冋給發(fā)送的控制器。

26、2.1.2查詢一回應(yīng)（1）查詢查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè) 備要執(zhí)行功能的任何附加信息。錯(cuò)誤檢測(cè)域?yàn)閺脑O(shè)備提供了-種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正 確的方法。（2）回應(yīng)如果從設(shè)備產(chǎn)生一止常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能 代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)。如果冇錯(cuò)誤發(fā)生，功能代碼將被修改 以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。錯(cuò)誤檢測(cè) 域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。2.2 rs485傳輸方式控制器能設(shè)置傳輸模式為rs485串行傳輸，通信參數(shù)為9600, n, & 1。在配置每 個(gè)控制器的時(shí)候，在一個(gè)

27、網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的串口參數(shù)。地址功能代碼數(shù)據(jù)數(shù)量數(shù)據(jù)1 .數(shù)據(jù)n crc字節(jié)每個(gè)字節(jié)的位1個(gè)起始位8個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送1個(gè)停止位錯(cuò)誤檢測(cè)域crc （循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）2.3消息幀2.3.1幀格式傳輸設(shè)備將消息轉(zhuǎn)為有起點(diǎn)和終點(diǎn)的幀，這就允許接收的設(shè)備在消息起始處開始 工作，讀地址分配信息，判斷哪一個(gè)設(shè)備被選中（廣播方式則傳給所有設(shè)備），判知 何時(shí)信息已完成。錯(cuò)謀消息也能偵測(cè)到并能返冋結(jié)果。消息發(fā)送至少要以10ms時(shí)間的停頓間隔開始。傳輸?shù)牡谝粋€(gè)域是設(shè)備地址。網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備不斷偵測(cè)網(wǎng)絡(luò)總線，包括停頓間隔時(shí)間內(nèi)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)域（地址域）接收到，每個(gè)設(shè) 備都進(jìn)行解碼以判斷是否發(fā)往口己的。

28、在最后一個(gè)傳輸字符z后，一個(gè)至少10ms吋 間的停頓標(biāo)定了消息的結(jié)束。一個(gè)新的消息可在此停頓后開始。整個(gè)消息幀必須作為一連續(xù)的流轉(zhuǎn)輸。如果在幀完成z前有超過5ms時(shí)問的停頓時(shí)間, 接收設(shè)備將刷新不完整的消息并假泄下一字節(jié)是一個(gè)新消息的地址域。同樣地，如果 一個(gè)新消息在小于5ms的吋間內(nèi)接著前個(gè)消息開始，接收的設(shè)備將認(rèn)為它是前一消息 的延續(xù)。這將導(dǎo)致一個(gè)錯(cuò)謀，因?yàn)樵谧詈蟮腸rc域的值不可能是正確的。一典型的消 息幀如下所示：起始間隔設(shè)備地址功能代碼數(shù)據(jù)數(shù)量及數(shù)據(jù)crc校驗(yàn)結(jié)束2.3.2地址域消息幀的地址域包含一個(gè)字符8bito可能的從設(shè)備地址是0. 247 （十進(jìn)制）。單個(gè)設(shè)備的地址范圍是1.2

29、47。主設(shè)備通過將要聯(lián)絡(luò)的從設(shè)備的地址放入消息中的 地址域來選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送冋應(yīng)消息時(shí)，也把自己的地址放入冋應(yīng)的地址域 屮，以便主設(shè)備知道是哪一個(gè)設(shè)備作出冋應(yīng)。地址0是用作廣播地址，以使所有的從設(shè)備都能認(rèn)識(shí)。2.3.3如何處理功能域消息幀中的功能代碼域包含了一個(gè)字符8bitso可能的代碼范圍是十進(jìn)制的 1.255。當(dāng)然，有些代碼是適用于所有控制器，有此是應(yīng)用于某種控制器，還有些 保留以備后用。當(dāng)消息從主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備時(shí)，功能代碼域?qū)⒏鎧從設(shè)備需要執(zhí)行哪些行為。 例如去讀取當(dāng)前檢測(cè)參量的值或開關(guān)狀態(tài)，讀從設(shè)備的診斷狀態(tài)，允許調(diào)入、記錄、 校驗(yàn)在從設(shè)備屮的程序等。當(dāng)從設(shè)備冋應(yīng)時(shí)，它使用功能

30、代碼域來指示是正常冋應(yīng)（無謀）還是有某種錯(cuò)謀 發(fā)生（稱作異議冋應(yīng)）。對(duì)正常冋應(yīng)，從設(shè)備僅冋應(yīng)相應(yīng)的功能代碼。對(duì)異議冋應(yīng)， 從設(shè)備返冋一等同于正常代碼的代碼，但功能代碼的最高位為邏輯lo 例如：一從丄設(shè)備發(fā)往從設(shè)備的消息要求讀一組保持寄存器，將產(chǎn)生如下功能代碼： 0 0 0 0 0 0 1 1（ |六進(jìn)制 03h）對(duì)正常冋應(yīng)，從設(shè)備僅冋應(yīng)同樣的功能代碼。對(duì)異議冋應(yīng)，它返冋：1 0 0 0 0 0 1 1（ |六進(jìn)制 83h）除功能代碼因異議錯(cuò)謀作了修改外，從設(shè)備將一獨(dú)特的代碼放到冋應(yīng)消息的數(shù)據(jù)域 屮，這能告訴主設(shè)備發(fā)生了什么錯(cuò)謀。主設(shè)備應(yīng)對(duì)程序得到異議的冋應(yīng)后，典型的處理過程是垂發(fā)消息，或者診斷

31、發(fā)給 從設(shè)備的消息并報(bào)告給操作員。從主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備消息的數(shù)據(jù)域包含附加的信息：從設(shè)備用于進(jìn)行執(zhí)行由功能 代碼所定義的行為所必須的數(shù)據(jù)。如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，從設(shè)備返冋的數(shù)據(jù)域包含請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，此 域包含一異議代碼，主設(shè)備應(yīng)用程序可以用來判斷采取下一步行動(dòng)。在某種消息屮數(shù)據(jù)域可以是0長度。例如，主設(shè)備要求從設(shè)備冋應(yīng)通信事件記錄, 從設(shè)備回應(yīng)不需任何附加的信息。數(shù)據(jù)域最長為70字節(jié)。錯(cuò)誤檢測(cè)域包含一字節(jié)8bitso錯(cuò)誤檢測(cè)域的內(nèi)容是通過對(duì)消息內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)冗 長檢測(cè)方法得出的。crc域附加在消息的最后，故crc字節(jié)是發(fā)送消息的最后一個(gè)字 節(jié)。具有競(jìng)爭力。第三章rs-485和其它串行口區(qū)別

32、3. 1幾種串行口的簡介3.1.1 串行口 rs-232-crs -232- c 是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) el a (e1 ectroni c i ndustry associ at i on)制 定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。rs是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，c 表示修改次數(shù)。rs-232-c總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔 助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需兒條信號(hào)線就可 實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。rs-232-c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、 1200、2400、4800、9600、19

33、200 波特。rs-232-c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pf的電容負(fù)載，通信距離將受此電 容限制，例如，采用150pf/m的通信電纜時(shí)，最人通信距離為15m；若每米電纜 的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是rs-232屬單端信 號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的 通信。3.1.2 串行口 rs-485rs-485總線，在要求通信距離為兒十米到上t米時(shí)，廣泛采用rs-485串行 總線rs-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總 線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mv的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外 得到恢復(fù)。r

34、s-485釆用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此， 發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。rs-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用rs-485可 以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。3.1.3 串行口 rs-422rs422總線,rs485和rs422電路原理基本相同，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接 受，不需要數(shù)字地線。差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與rs232的 根本區(qū)別，因?yàn)閞s232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線。發(fā)送 線和接受線三條線(異步傳輸)，還可以加其它控制線完成同步等功能。rs422通過兩對(duì)雙

35、絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而rs485只能半雙工 工作，發(fā)收不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對(duì)雙絞線。rs422和rs485在19kpbs下能傳輸1200米。用新型收發(fā)器線路上可連接臺(tái) 設(shè)備。串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，日前已經(jīng)有兒種。但都是在rs-232標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。所以，以rs-232c為主來討論。rs-323c標(biāo)準(zhǔn)是 美國eia（電子工業(yè)聯(lián)介會(huì)）與bei丄等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。 它適介于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接 口的有關(guān)問題，如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設(shè)備廠商 都生產(chǎn)與rs-232c制

36、式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，id前已在微 機(jī)通信接口屮廣泛采用。先說明兩點(diǎn)：首先，rs-232-c標(biāo)準(zhǔn)最初是遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備dte（data terminal equ i pment）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備 dce （ data commun i cat i on equipment）而制定的。 因此這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并未考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用要求。但kl前它乂廣泛地被 借來用于計(jì)算機(jī)（更準(zhǔn)確的說，是計(jì)算機(jī)接口）與終端或外設(shè)之間的近端連接 標(biāo)準(zhǔn)。顯然，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有些規(guī)定及和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾 的。有了對(duì)這種背景的了解，我們對(duì)rs-232c標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)不兼容的地方就不 難

37、理解了其次,rs-232c標(biāo)準(zhǔn)中所提到的“發(fā)送”和“接收”，都是站在dte立場(chǎng)上, 而不是站在dce的立場(chǎng)來定義的。由于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，往往是cpu和i/o設(shè) 備之i'可傳送信息，兩者都是dte,因此雙方都能發(fā)送和接收。3. 2 串行口 rs-232-crs-232c標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是eia-rs-232c標(biāo)準(zhǔn)，其中el a （electronic industry association）代表美國電子工業(yè)協(xié)會(huì),rs（ecommeded standard）代表 推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，c代表rs232的最新一次修改（1969）,在這z前，有 rs232b、rs232a。它規(guī)定連接電

38、纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。 常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有 eia�rs-232-c、eia�rs-422-a、eia�rs-423a、 eia�rs-485o 這里只介紹 ela�rs-232-c（簡稱 232, rs232）。 例如，h 前在ibm pc機(jī)上的com1> com2接口，就是rs-232c接口。3. 2. 1電氣特性e1a-rs-232c對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在 txd 和 rxd 上：邏輯 l（mark） =-3v-15v邏輯 0 （space）二+3+ 15v在rts、

39、cts、dsr、dtr和dcd等控制線上：信號(hào)有效（接通，0"狀態(tài)，正電壓）=+3v+ 15v信號(hào)無效（斷開，off狀態(tài)，負(fù)電壓）=-3v-15v以上規(guī)定說明了 rs-323c標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏 輯“1”（傳號(hào)）的電平低于-3v,邏輯“0”（空號(hào)）的電平告語+3v；對(duì)于控制 信號(hào)；接通狀態(tài)（07）即信號(hào)有效的電平高于+3v,斷開狀態(tài)（off）即信號(hào)無效 的電平低于-3v,也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3v時(shí)，電路可以有效地檢查 出來，介于-3+3v z間的電壓無意義，低于-15v或高于+ 15v的電壓也認(rèn)為無 意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在±

40、（315） v之問。eia-rs-232c與ttl轉(zhuǎn)換：eia-rs-232c是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與 ttl以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端 的ttl器件連接,必須在eia-rs-232c與ttl電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的 變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。日前較為廣 泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如mc1488、sn75150芯片可完成ttl電平到e1a 電平的轉(zhuǎn)換，而mci489. sn75154町實(shí)現(xiàn)e1a電平到ttl電平的轉(zhuǎn)換。max232 芯片可完成ttlela雙向電平轉(zhuǎn)換。3.2.2連接器的機(jī)械特性連接器:由于rs-2

41、32c并未定義連接器的物理特性,因此，出現(xiàn)了 db-25、db-15 和db-9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種連接 器。（1）db-25： pc和xt機(jī)采用db-25型連接器。db-25連接器定義了 25根信號(hào) 線，分為4組：（2）異步通信的9個(gè)電壓信號(hào)（含信號(hào)地sg） 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 20,22 20ma 電流環(huán)信號(hào) 9 個(gè)（12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 23, 24） 空 6 個(gè)（9, 10, 11, 18, 21, 25） 保護(hù)地（pe） 1個(gè)，作為設(shè)備接地端（1腳）db-25型連接器的外形及信 號(hào)線分配如圖

42、3所示。注意,20ma電流環(huán)信號(hào)僅ibm pc和ibm pc/xt機(jī)提供， 至at機(jī)及以后，已不支持。（3）db-9連接器在at機(jī)及以后，不支持20ma電流環(huán)接口，使用db-9連接器，作為提供多 功能i/o卡或主板上com1和com2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信 的9個(gè)信號(hào)。db-25型連接器的引腳分配與db-25型引腳信號(hào)完全不同。因此， 若與配接db-25型連接器的dce設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。電纜反度：在通信速率低于20kb/s時(shí)，rs-232c所直接連接的最大物理距 離為15m （50英尺）。最大直接傳輸距離說明：rs-232c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)尬，若不使用modem,在碼元畸變

43、 小于4%的情況下，dte和dce之問最大傳輸距離為15m （50英尺）?？梢娺@個(gè)最 大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4%的要 求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pfo3. 2. 3 rs-232c 的接口信號(hào)rs-232c規(guī)標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時(shí)線、7 條備用和未定義線，常用的只令9根，它們是(1) 聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)線：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好(data set ready-dsr)有效時(shí)(on)狀態(tài)，表明modem處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(data set ready-dtr)有效時(shí)(on)狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)

44、 終端可以使用。這兩個(gè)信號(hào)有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有 效，只表示設(shè)備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始 進(jìn)行通信要由下面的控制信號(hào)決定。請(qǐng)求發(fā)送(request to send-rts)用來表示dte請(qǐng)求dce發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效(on狀態(tài))，向modem請(qǐng)求發(fā)送。它用來控 制modem是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。允許發(fā)送(clear to send-cts) 用來表示dce準(zhǔn)備好接收dte發(fā)來的 數(shù)據(jù)，是對(duì)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)rts的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)modem ll準(zhǔn)備好接收終端傳來的 數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)

45、據(jù)線txd發(fā)送數(shù) 據(jù)。這對(duì)rts/cts請(qǐng)求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)是用于半雙工modem系統(tǒng)中發(fā)送方式和接 收方式z間的切換。在全雙工系統(tǒng)中作發(fā)送方式和接收方式z間的切換。在全 雙工系統(tǒng)屮，因配置雙向通道，故不需要rts/cts聯(lián)絡(luò)信號(hào)，使其變高。接收線信號(hào)檢lu (received line detection-rlsd)用來農(nóng)示dce己接通通信鏈路，告知dte準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)木地的modem收到由通信鏈路另一端 (遠(yuǎn)地)的modem送來的載波信號(hào)時(shí)，使rlsd信號(hào)有效，通知終端準(zhǔn)備接收， 并口山modem將接收下來的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字兩數(shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線rxd 送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢lb

46、(data carrier dectect ion-dcd )線。振鈴指示(ringing-ri)當(dāng)modem收到交換臺(tái)送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí), 使該信號(hào)有效(07狀態(tài))，通知終端，已被呼叫。(2) 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線：發(fā)送數(shù)據(jù)(transmitted data-txd)通過txd終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到 modem, (dte-dce)。接收數(shù)據(jù)(received data-rxd)通過rxd線終端接收從modem發(fā)來的串 行數(shù)據(jù)，(dce-dte)。(3) 地線有兩根線sg、pg信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無方向。上述控制信號(hào)線何時(shí)有效，何時(shí)無效的順序表示了接口信號(hào)的傳送過程。 例如，只有當(dāng)dsr和dt

47、r都處于有效(on)狀態(tài)時(shí)，才能在dte和dce之間進(jìn) 行傳送操作。若dte要發(fā)送數(shù)據(jù)，則預(yù)先將dtr線置成有效(on)狀態(tài)，等cts 線上收到有效(on)狀態(tài)的冋答后，才能在txd線上發(fā)送串行數(shù)據(jù)。這種順序的 規(guī)定對(duì)半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定dce已由接收 方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送。2個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)：發(fā)送txd；接收rxd。1個(gè)信號(hào)地線：sgo6個(gè)控制信號(hào)：數(shù)傳機(jī)(即modem)準(zhǔn)備好，data set ready.數(shù)據(jù)終端(dte,即微機(jī)接口電路,如intel8250/8251, 16550)準(zhǔn)備好,data terminal readydte 請(qǐng)求 dc

48、e 發(fā)送(request to send) odce允許dte發(fā)送(clear to send)，該信號(hào)是對(duì)rts信號(hào)的回答。數(shù)據(jù)載波檢til，data carrier detection當(dāng)本地dce設(shè)備(modem)收到對(duì) 方的dce設(shè)備送來的載波信號(hào)時(shí)，使dcd有效，通知dte準(zhǔn)備接收，并且由dce 將接收到的載波信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)rxd線送給dteo振鈴信號(hào)ringing當(dāng)dce收到交換機(jī)送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有 效，通知dte已被呼叫。由于rs-232-c接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處， 主要有以下四點(diǎn):(1) 接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片，乂因?yàn)榕cttl電

49、平 不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與ttl電路連接。(2) 傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20kbps。(3) 接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種 共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。(4) 傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在 50米左右。針對(duì)rs-232-c的不足,于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),rs-485就 是其中之一，它具有以下特點(diǎn)：1. rs-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+ (0.26) v表 示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(0.26) v表示。接口信號(hào)電平比rs-232-c 降低了，就不易損

50、壞接口電路的芯片，且該電平與ttl電平兼容，可方便與ttl 電路連接。2. rs-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10mbps3. rs-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增 強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。4. rs-485最人的通信距離約為1219m,最大傳輸速率為10mb/s,傳輸速 率與傳輸距離成反比，在100kb/s的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離， 如果需傳輸更長的距離，需要加485屮繼器。rs-485總線一般最大支持32個(gè)節(jié) 點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最人的可以 支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。因rs-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的

51、傳輸距離和多站能力等上述 優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)閞s485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只 需二根連線，所以rs485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。rs485接口連接器采用 db-9的9芯插頭座，與智能終端rs485接口采用db-9 （孔），與鍵盤連接的鍵 盤接口 rs485采用db-9 （針）。5. 采用rs485接口時(shí)，傳輸電纜的長度如何考慮？在使用rs485接口時(shí)， 對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長度 是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù)，這個(gè)長度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。 如果最大電纜長度與信號(hào)速率的關(guān)系illi線是使用24awg銅芯雙絞電話電纜（線

52、 徑為0.51mm）,線問旁路電容為52.5pf/m,終端負(fù)載電阻為100歐時(shí)所得出。 可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90kbit/s以下時(shí)，假定最人允許的信號(hào)損失為 6dbv時(shí)，則電纜長度被限制在1200mo實(shí)際上，這樣的illi線是很保導(dǎo)的，在 實(shí) 用時(shí)是完全可以取得比它人的電纜長度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得 的最大電纜長度是不相同的。例如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600kbit/s時(shí)，釆用 24awg電纜，則這樣可知最 大電纜長度是200m,若采用19awg電纜（線徑為 0.91mm）則電纜長 度將可以人于200m,若采用28awg電纜（線徑為0.32mm） 則電纜長度只能小于200mors-4

53、85總線，在要求通信距離為兒十米到上t米時(shí)，廣泛采用rs-485串行 總線標(biāo)準(zhǔn)。rs-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。 加上總線收發(fā)器具有高靈敬度，能檢測(cè)低至200mv的電壓，故傳輸信號(hào)能在千 米以外得到恢復(fù)。rs-485釆用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送 狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。rs-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方 便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用rs-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多 并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。以往，pc與智能設(shè)備通訊多借助rs232、rs485、以太網(wǎng)等方式，主要取決 于設(shè)備的接口規(guī)范。但rs232、rs485

54、只能代表通訊的物理介質(zhì)層和鏈路層,如 果要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向訪問，就必須自己編寫通訊應(yīng)用程序，但這種程序多數(shù)都 不能符合iso/osi的規(guī)范，只能實(shí)現(xiàn)較單一的功能，適用于單一設(shè)備類型，程 序不具備通用性。在rs232或rs485設(shè)備聯(lián)成的設(shè)備網(wǎng)中，如果設(shè)備數(shù)量超過2 臺(tái)，就必須使用rs485做通訊介質(zhì),rs485網(wǎng)的設(shè)備間要想互通信息只有通過“主 （master）”設(shè)備中轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn)，這個(gè)主設(shè)備通常是pc,而這種設(shè)備網(wǎng)屮只允許 存在一個(gè)主設(shè)備，其余全部是從（slave）設(shè)備。而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是以is0/0si 模型為基礎(chǔ)的，具有完整的軟件支持系統(tǒng)，能夠解決總線控制、沖突檢測(cè)、鏈 路維護(hù)等問題。3.3典

55、型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是，它們定義了電壓，阻抗等，但不對(duì)軟件協(xié)議給 予定義，于是rs232, rs485的特性包括：1. rs-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+ (26) v表示；邏 輯“0”以兩線間的電壓差為- (26) v表示。接口信號(hào)電平比rs-232-c降低 t，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與ttl電平兼容，可方便與ttl電 路連接。2. rs-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10mbps。3. rs-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng), 即抗噪聲干擾性好。4. rs-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá)300

56、0米，另 外rs-232-c接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器,即單站能力。而rs-485接口 在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單 一的rs-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因rs-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述 優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)閞s485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二 根連線，所以rs485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。rs485接口連接器采用db-9 的9芯插頭座，與智能終端rs485接口采用db-9 (孔)，與鍵盤連接的鍵盤接口 rs485采用 db-9 (針)。第四章rs-485工業(yè)上的應(yīng)用4.1 rs-

57、485集線器rs-485集線器是一款專為解決復(fù)雜的電磁場(chǎng)環(huán)境下rs-485總線人系統(tǒng)要求而設(shè) 計(jì)的rs-485總線分割集屮器(485hub)?？梢蕴峁└屿`活的rs-485星型總線結(jié)構(gòu) rs-485接口輸入、輸出端均采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式，改變?cè)锌偩€的單一式結(jié)構(gòu)為星型網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以給工程建設(shè)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來極人的好處。產(chǎn)品特點(diǎn)：工業(yè)級(jí)光電隔離：為所有的rs-485接口提供3kv以上的光電隔離，有效的解決了 外界雷擊浪涌和地電位差帶來的傳輸問題。短路開路保護(hù)：具rs-485端口故障告警功能，并能自動(dòng)切掉故障端口，這種設(shè) 計(jì)能夠保證當(dāng)其中連接的rs-485端口設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，出現(xiàn)問題的rs-485端口將被 隔離，以確保其他網(wǎng)段的設(shè)備正常工作。星形連接：提供更加靈活的rs-485星型總線結(jié)構(gòu)rs-485接口輸入、輸出端均采 用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式，改變?cè)锌偩€的單一式結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)給工程建設(shè)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性 帶來極人的好處。數(shù)據(jù)流向自動(dòng)控制：通過硬件解決數(shù)據(jù)流向問題，自動(dòng)判別和控制數(shù)據(jù)傳輸方向。技術(shù)參數(shù):接口特性：串口符合eiars-232/485協(xié)議電氣接口：串口接口位接線端子傳輸介質(zhì)：超五類雙絞屏蔽線或者485