【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)備，又向 DTE發(fā)回 CTS=“1”，表示準(zhǔn)備向 DTE發(fā)送數(shù)據(jù)。只有當(dāng) DTE收到從本地 DCE發(fā)回肯定的 DSR和CTS信號后， DTE才能由 TxD線向 DCE發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，RTS、 DTR、 DSR、 CTS四個(gè)信號同時(shí)為“ 1”是 TxD發(fā)送數(shù)據(jù)的條件。 ? 當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)， DTE先向本地 DCE發(fā)出 DTR=“1”信號，表示本地和遠(yuǎn)程 DCE之間可以建立通道；一旦通道建立好了， DCE向 DTE發(fā)出 DSR=“1”信號；這時(shí)，數(shù)據(jù)就可以通過 RxD線傳到 DTE。因此， RxD信號產(chǎn)生的條件是 DTR和DSR兩個(gè)信號同時(shí)為“ 1”。 至于 RxD線上是否有信號，取決于遠(yuǎn)程 DTE是否發(fā)送數(shù)據(jù)。 （ 2） PC機(jī)與 PC機(jī)之間直接連接 當(dāng)計(jì)算機(jī)和終端之間不使用 MODEM或其他通信設(shè)備(DCE)而直接通過 RS232C接口連接時(shí) ， 一般只需要 5根線(不包括保護(hù)地線以及本地 5之間的連線 )， 但其中多數(shù)應(yīng)采用 反饋與交叉相結(jié)合的連接法 ， 如圖 1018所示 。 ? 圖中， 2→ 3交叉線為最基本的連線，以保證 DTE和DCE間能正常地進(jìn)行全雙工通信。 20→ 6也是交叉線，用于兩端的通信聯(lián)絡(luò)，使兩端相互檢測出對方 “ 數(shù)據(jù)已就緒 ”的狀態(tài)。 4→ 5為反饋線，使傳送請求總是被允許的 。由于是全雙工通信，這根反饋線意味著任何時(shí)候都可以雙向傳送數(shù)據(jù)，用不著再去發(fā) “ 請求發(fā)送 ” (RTS)信號。這種沒有 MODEM的串行通信方式，一般只用于近程通信。 （ 3） PC機(jī)與 PC機(jī)之間三線連接法 ? 這是一種 最簡單的 RS232C連線，只需 2→3 交叉連接線以及信號地線，而將各自的 RTS和 DTR分別接到自己的CTS和 DSR端 ，如圖 1019所示。 ? 圖 1019(a)中，只要一方使自己的 RTS和 DTR為“ 1”，那么它的 CTS、 DSR也就為“ 1”，從而進(jìn)入了發(fā)送和接收的就緒狀態(tài)，這種接法常用于一方為主動(dòng)設(shè)備，而另一方為被動(dòng)設(shè)備的通信中。如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)或繪圖儀之間的通信。這樣，被動(dòng)的一方 RTS與 DTR常置“ 1”，因而 CTS、DSR也常置“ 1”，因此，使其長期處于接收就緒狀態(tài)，只要主動(dòng)一方令線路就緒（ DTR=“1” ）， 并發(fā)出發(fā)送請求（ RST=“1” ），即可立即向被動(dòng)的一方傳送信息。 ? 圖 1019(b)為更簡單的連接方法，如果說圖 1019(a)所示的連接方法在軟件設(shè)計(jì)上還需要檢測“清除發(fā)送” (CTS)和“數(shù)據(jù)設(shè)備就緒” (DSR)的話，那么圖 1019(b)所示的連接方法則完全不需要檢測上述信號，隨時(shí)都可發(fā)送和接收。這種連接方法無論在軟件和硬件上，都是最簡單的一種方法。 ? 上述幾種情形都是 PC機(jī)與 PC機(jī)之間，應(yīng)用 RS232C總線接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行串行通信的。而在中小型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的一種控制網(wǎng)絡(luò)模式是一臺 PC機(jī)與若干臺單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的分散型測控系統(tǒng)。 （ 4） PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò) ? 這種模式是把以單片機(jī)為核心的智能式測控儀表作為從機(jī) (又稱下位機(jī) )， 完成對工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù) ， 而 PC機(jī)作為主機(jī) (又稱上位機(jī) )將上傳數(shù)據(jù)和下達(dá)指令以實(shí)現(xiàn)集中管理和最優(yōu)控制 。 ? 圖 1020給出了 PC機(jī)與多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的 RS232C通信網(wǎng)絡(luò)示意圖， PC機(jī)作主機(jī)、 n個(gè)單片機(jī)智能儀表為從機(jī)，構(gòu)成了主從方式的 RS232C串行總線網(wǎng)絡(luò)。 PC機(jī)串行口給出的已是標(biāo)準(zhǔn)的 RS232C電平，而單片機(jī)則為 TTL電平，采用MAX232芯片就可實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng) （可參考圖 1016）。 IB M P C RS 232CTX DRX DT1 OUT R1 INM AX 23 2T1 IN R1 OUTT1 OUT R1 INM AX 23 2T1 OUT R1 INM AX 23 2TX D RX D機(jī)從1 機(jī)從2 n 從機(jī)TX D RX D TX D RX DT1 IN R1 OUT T1 IN R1 OUT圖 10 20 PC 機(jī)與多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的 RS 2 32 C 通信網(wǎng)絡(luò)GNDGND GND GND單片機(jī) 單片機(jī) 單片機(jī)232 電平TTL 電平RS422/485通信總線 ? RS232C雖然使用很廣 ， 但由于推出時(shí)間比較早 ， 所以在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中已暴露出明顯的 缺點(diǎn) ，主要表現(xiàn)在： 傳送速率不夠快；傳送距離不夠遠(yuǎn)；未明確規(guī)定連接器；接口使用非平衡發(fā)送器和接收器；接口處各信號間容易產(chǎn)生串?dāng)_ 。 所以 EIA在 1977年作了部分改進(jìn) ， 制定了新標(biāo)準(zhǔn) RS449：除了保留與 RS232C兼容外 ， 還在提高傳輸速率 、增加傳輸距離 、 改進(jìn)電氣特性等方面做了很多努力 ， 增加了 RS—232C沒有的環(huán)測功能 ， 明確規(guī)定了連接器 ， 解決了機(jī)械接口問題 。 ? 在 RS449標(biāo)準(zhǔn)下，推出的子集有 RS423A/RS422A，以及 RS422A的變型 RS485。 1． RS423A/RS422A ? RS423A/RS422A總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)線也是負(fù)邏輯且參考電平為地 ， 與 RS232C規(guī)定為 15~+15V有所不同 ， 這兩個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為 6~+6V。 ? 與 RS232C的單端驅(qū)動(dòng)非差分接收方式 相比， RS423A是一個(gè)單端驅(qū)動(dòng)差分接收方式 ，而 RS422A則是平衡驅(qū)動(dòng)差分接收方式 ，因此抗干擾能力一個(gè)比一個(gè)強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳送速率與傳送距離也更快、更遠(yuǎn)。 RS423A在傳送速率為 1Kbps時(shí)，傳送距離可達(dá) 1200m，在速率為 100kbps時(shí)，距離可達(dá) 90m；而 RS422A可以在 1200m距離內(nèi)把傳送速率提高到 100kbps，或在 12米內(nèi)提高到 10Mbps。圖 1021給出了 RS232C/RS423A/RS422A的數(shù)據(jù)傳送電氣接口電路。 MC148 8 MC148 9MC8T1 3 MC348 6MC348 7 MC348 6(a)RS 232C單 端驅(qū)動(dòng)非差分接收電路(b)RS 423A單 端驅(qū)動(dòng)差分接收電路(c)RS 422A平 衡驅(qū)動(dòng)差分接收電路圖10 21 RS 232C/R S423A /RS42 2A接口 電路? 在圖 1021中 ， 圖 (a)為 RS232C所采用的單端發(fā)送 、 單端接收電路 。 該電路的特點(diǎn)是傳送信號只用一根導(dǎo)線 ， 對于多路信號線 ， 其地線是公共的 。 因此 ， 它是最簡單的連接結(jié)構(gòu) ， 但缺點(diǎn)是易收干擾信號的影響 。 而 RS423A采用了單端發(fā)送 、 雙端接收的傳送方式 ， 如圖 (b)所示 ， 利用差分接收器的另一端接發(fā)送端的信號地 ， 因而大大地減少了地線的干擾 。 RS422A則更進(jìn)一步采用了雙端發(fā)送 、 雙端接收的傳送方式 ， 如圖 (c)所示 ， 這種平衡驅(qū)動(dòng)和差分接收方法從根本上消除了地線干擾 。 這種發(fā)送器相當(dāng)于兩個(gè)單端發(fā)送器 ， 它們的輸入是同一個(gè)信號 ， 而一個(gè)發(fā)送器的輸出正好與另一個(gè)反相 。 當(dāng)干擾信號作為共模信號出現(xiàn)時(shí) ，接收器則接收差分輸入電壓 。 只要接收端具有足夠的抗共模電壓工作范圍 ， 它就能識別這兩種信號而正確接收傳送信號 。 ? RS423A/RS422A的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是允許傳送線上連接多個(gè)接收器 。雖然在 RS232C系統(tǒng)中可以使用多個(gè)接收器循環(huán)工作，但它每一時(shí)刻只允許一個(gè)接收器工作， RS423A/RS422A可允許 10個(gè)以上接收器同時(shí)工作。 2． RS485 ? 在許多工業(yè)過程控制中，往往要求用最少的信號線來完成通信任務(wù)。目前廣泛應(yīng)用的 RS485串行接口總線就是為適應(yīng)這種需要應(yīng)運(yùn)而生的。它實(shí)際就是 RS422總線的變型 ，二者不同之處在于： RS422為全雙工，采用兩對差分平衡信號線；而 RS485為半雙工，只需一對平衡差分信號線。 RS485更適合于多站互連（已經(jīng)具備了現(xiàn)場總線的概念），一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器最多可連接大于 32個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器和收發(fā)器。其電路結(jié)構(gòu)是在平衡連接的電纜上掛接發(fā)送器、接收器或組合收發(fā)器，且在電纜兩端各掛接一個(gè)終端電阻用于消除兩線間的干擾。 （ 1）傳送方式 ? 圖 1022給出了 RS485與 RS422總線的兩種數(shù)據(jù)傳送方式 。 圖 （ a） 為 RS485半雙工連接方式 ， 任一時(shí)刻只能有一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù) ， 一個(gè)站接收數(shù)據(jù) 。 因此 ， 其發(fā)送電路必須由使能站加以控制 。 圖 （ b） 由于是全雙工連接方式 ，故兩站都可以同時(shí)發(fā)送和接收 。 TxD使能RxDRxD使能TxD(a) RS485 連接電路TxD RxD使能使能RxD TxD(b) RS422 連接電路圖10 22 RS 485與RS 422總線的數(shù)據(jù)傳送 方式（ 2）接口電路 ? 與 RS232C標(biāo)準(zhǔn)總線一樣， RS422和 RS485兩種總線也 需要專用的接口芯片完成電平轉(zhuǎn)換。MAX481E/ MAX488E分別是只用 +5V電源的 RS485/RS422的 8引腳收發(fā)器，其結(jié)構(gòu)及引腳如圖 1023所示。兩個(gè)芯片的共同點(diǎn)是都 含有一個(gè)發(fā)送器 D和一個(gè)接收器 R，其中 DI是發(fā)送輸入端， RO是接收輸出端 。不同的是，圖（ a）中只有兩根信號線A和 B，信號線 A為同相接收器輸入和同相發(fā)送器輸出，信號線 B為反相接收器輸入和反相發(fā)送器輸出，由于是半雙工，所以有發(fā)送與接受的使能端 DE與引腳。而在圖 (b)中，有兩對 4根信號線 A、 B和 Y、Z，其中 A、 B專用作接收器輸入， A為同相、 B為反相；而 Y、 Z專用作發(fā)送器輸出， Y為同相、 Z為反相，所以構(gòu)成了全雙工通信。 RODEDIABV CCGNDRERD12348765ROYDIABV CCGNDZRD12348765圖 1023 MA X481E /4 88E 結(jié)構(gòu)及引腳圖 (a )MA X481E /483 E/4 85E/ 487E/ 14 87E (b)MAX488E/ 490E? 在控制領(lǐng)域中，以微處理器為核心構(gòu)成的測控儀表的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)就是具有串行通信接口功能，以前主要是采用 RS232C接口，現(xiàn)在無一例外地是 RS485接口。圖1024給出了 AT89C52單片機(jī)與芯片 MAX487E構(gòu)成的 RS485接口電路，用單片機(jī)的 MAX487E的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)置 ，則使能端DE=1打開發(fā)送器 D的緩沖門，發(fā)自單片機(jī) TXD端的數(shù)據(jù)信息經(jīng) DI端分別從 D的同相端與反相端傳到 RS485總線上。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)把 ，此時(shí)使能端 =0打開接收器 R的緩沖門，來自于 RS485總線上的數(shù)據(jù)信息分別經(jīng) R的同相端與反相端從 RO端傳出進(jìn)入單片機(jī) RXD端。 RS485總線上的 A正（高） B負(fù)（低）電平對應(yīng)的是邏輯 “ 1”，而 RS485總線上的 A負(fù)（低） B正（高）電平對應(yīng)的是邏輯 “ 0”。一般地， A與 B之間的正負(fù)（高低）電壓之差在~。 圖 10 2 4 單片機(jī)系統(tǒng)中的 RS 4 85 接口電路P0 .0P0 .1P0 .2P0 .3P0 .4P0 .5P0 .6P0 .7P2 .0P2 .1P2 .2P2 .3P2 .4P2 .5P2 .6P2 .7RDWRPSE NAL E /PTXDRXDA T8 9C 52P1 .0P1 .1P1 .2P1 .3P1 .4P1 .5P1 .6P1 .7EA / VPXT AL 1XT AL 2RE SE TIN T 0T0T1IN T 1RODEDIABV CCGNDRERD12348765M AX 48