理论教育 串行通信总线标准与接口|单片机接口技术

串行通信总线标准与接口|单片机接口技术

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:RS-232C信息格式标准RS-232C采用串行格式,信息格式标准如图5-19所示。RS-232C信号引脚定义RS-232C标准总线为25根,采用标准的D型25芯插头座。表5-10RS-232C信号引脚定义2.RS-449、RS-422A、RS-423A、RS-485标准接口RS-232C虽然应用广泛,但因为推出较早,在现代通信系统中存在以下缺点:数据传输速率慢,传输距离短,未规定标准的连接器,接口处各信号间易产生串扰。

串行通信总线标准与接口|单片机接口技术

1.RS-232C接口

RS-232C是使用最早、应用最多的一种异步串行通信总线标准。它是美国电子工业协会(EIA)1962年公布,1969年最后修定而成的。其中,RS表示Recommended Standard,232是该标准的标识号,C表示最后一次修定。

RS-232C主要用来定义计算机系统的一些数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的电气性能。例如CRT、打印机与CPU的通信大都采用RS-232C接口,MCS-51单片机与PC机的通信也是采用该种类型的接口。由于MCS-51系列单片机本身有一个全双工的串行接口,因此该系列单片机用RS-232C串行接口总线非常方便。

RS-232C串行接口总线适用于设备之间的通信距离不大于15m,传输速率最大为20Kbit/s。

(1)RS-232C信息格式标准

RS-232C采用串行格式,信息格式标准如图5-19所示。该标准规定:信息的开始为起始位,信息的结束为停止位;信息本身可以是5、6、7、8位再加一位奇偶校验位。如果两个信息之间无信息,则写“1”,表示空。

(2)RS-232C电平转换器

图5-19 RS-232C信息格式

RS-232C规定了自己的电气标准,由于它是在TTL电路之前研制的,所以它的电平不是+5V和地,而是采用负逻辑,即逻辑“0”:+5~+15V;逻辑“1”:-5~-15V。因此,RS-232C不能和TTL电平直接相连,使用时必须进行电平转换,否则将使TTL电路烧坏,实际应用时必须注意。常用的电平转换集成电路传输线驱动器MC1488和传输线接收器MC1489。

MC1488内部有3个与非门和一个反相器,供电电压为±12V,输入为TTL电平,输出为RS-232C电平。MC1489内部有4个反相器,供电电压为±5V,输入为RS-232C电平,输出为TTL电平。

(3)RS-232C信号引脚定义

RS-232C标准总线为25根,采用标准的D型25芯插头座。各引脚的定义见表5-10。

表5-10 RS-232C信号引脚定义

2.RS-449、RS-422A、RS-423A、RS-485标准接口

RS-232C虽然应用广泛,但因为推出较早,在现代通信系统中存在以下缺点:数据传输速率慢,传输距离短,未规定标准的连接器,接口处各信号间易产生串扰。鉴于此,EIA制定了新的标准RS-449,该标准除了与RS-232C兼容外,在提高传输速率,增加传输距离,改善电气性能等方面有了很大改进。

(1)RS-449标准接口

RS-449是1977年公布的标准接口,在很多方面可以代替RS-232C使用。

RS-449与RS-232C的主要差别在于信号在导线上的传输方法不同:RS-232C是利用传输信号与公共地的电压差,RS-449是利用信号导线之间的信号电压差,在1219.2m的24-AWG双绞线上进行数字通信。RS-449规定了两种接口标准连接器,一种为引脚37,另一种为引脚9。

RS-449可以不使用调制解调器,它比RS-232C传输速率高,通信距离长,且由于RS-449系统用平衡信号差传输高速信号,所以噪声低,又可以多点或者使用公共线通信,故RS-449通信电缆可与多个设备并联。

(2)RS-422A、RS-423A标准接口

为了进一步提高数据传输率和传送距离,又研制出RS-422和RS-423标准接口。(www.daowen.com)

RS-422A规定了双端电气接口型式,其标准是双端线传送信号。如果其中一条线是逻辑l状态,另一条线就为逻辑0,因电压回路是双向的,故大大地改善了通信性能,如:这种驱动方式传输速率超过20Kbit/s;RS-422A与RS-232C兼容,6V信号电平可作为RS-232C的接收信号。

RS-423A规定为单端线,而且与RS-232C兼容,参考电平为地,要求正信号逻辑电平为200mV~6V,负信号逻辑电平为-200mV~-6V。RS-423A驱动器在90m长的电缆上传送的最大速率为100Kbit/s,若降低至1Kbit/s则允许电缆长度为1200m。当与RS-232C一起工作时,RS-423A的传送速率为2Kbit/s,电缆长度为15m,与RS-232C标准一致。

RS-422A和RS-423A允许在传送线上连接多个接收器,而RS-232C接口虽然可以使用多个接收器循环工作,但每次只允许一个接收器工作。而用比较新型的RS-422A和RS-423A驱动,可允许有10个以上的接收器工作。但是,实际中由于RS-485总线的出现,RS-422A和RS-423A并没有得到比较广泛的应用。

(3)RS-485接口

RS-485的出现同样是针对RS-232C的不足,而出现的一种新的接口标准,并且由于良好的性能,RS-485获得广泛的应用,其具有以下特点:

1)RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+2~6V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-2~-6V表示;接口信号电平比RS-232C降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。

2)RS-485的数据最高传输速率为10Mbit/s。

3)RS-485工作于半双工形式,其接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干扰能力增强即抗噪声干扰性好。

4)RS-485接口的最大传输距离标准值为1200m,最高传输速率为10Mbit/s,另外RS-232C接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力;而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器:即具有多站能力.这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

RS-485的驱动接口部分通常有Maxim公司生产的差分平衡器收发芯片MAX481/483/485/487/489等,每种型号的芯片内部均集成了一个驱动器和接收器。MAX481/483/485/487/489为8引脚封装,其引脚分布与典型工作电路如图5-20所示。

图5-20 MAX481/483/485/487的引脚封装

引脚功能说明如下:

R0:接收器输出端。

RE:接收器输出使能端。低电平,允许接收器输出;高电平,禁止接收器输出。

DE:驱动器输出使能端。高电平,允许驱动器工作;低电平,驱动器被禁止工作。

DI:驱动器输入端。

GND:接地端。

A:接收器非反相输入和驱动器非反相输出端。

B:接收器反相输入和驱动器反相输出端。

VCC电源端,电压范围可以是4.75~5.25V。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈