【正文】 平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。RS422四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，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C，在RS485中還有一“使能”端，而在RS422中這是可用可不用的。 　　規(guī)定 RS232 RS422 R485　　工作方式 單端 差分 差分　　節(jié)點(diǎn)數(shù) 1收1發(fā) 1發(fā)10收 1發(fā)32收　　最大傳輸電纜長度 50英尺 400英尺 400英尺　　最大傳輸速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s　　最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓 +/25V ～+6V 7V～+12V　　驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(負(fù)載最小值) 負(fù)載 +/5V～+/15V +/ +/　　驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(空載最大值) 空載 +/25V +/6V +/6V　　驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗(Ω) 3K～7K 100 54　　擺率(最大值) 30V/μs N/A N/A　　接收器輸入電壓范圍 +/15V 10V～+10V 7V～+12V　　接收器輸入門限 +/3V +/200mV +/200mV　　接收器輸入電阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K　　驅(qū)動(dòng)器共模電壓 3V～+3V 1V～+3V 1V～+3V　　接收器共模電壓 7V～+7V 7V～+12V 7V～+12V三、RS422與RS485串行接口標(biāo)準(zhǔn) 　　1．平衡傳輸 　　RS42RS485與RS232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，將其中一線定義為A，另一線定義為B。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。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20kb/s。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RS232電平再返回TTL電平。 　　收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳（信號(hào)地）的電平。RS232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)。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對(duì)錄像機(jī)的RS422控制協(xié)議是有差異的，視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了，如Louth、Odetis協(xié)議是公開的，而ProLINK則是基于Profile上的。　　RS23RS422與RS485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。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS422基礎(chǔ)上制定了RS485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，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TIA/EIA485A標(biāo)準(zhǔn)。為改進(jìn)RS232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。 RS485/422（平衡信號(hào)）RS23RS422 與RS485的定義一、　　RS23RS422與RS485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS232在1962年發(fā)布，命名為EIA232E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS232C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)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。RS232C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，僅需幾條信號(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。 （Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。2號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。 （4）傳輸電纜長度 由RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變1020%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺，美國DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即 要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到3V的信號(hào) 作為邏輯“1” (3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS232C接口連接器一般使用型號(hào)為DB25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS232C接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。即：邏 輯“1”，5— 15V；邏輯“0” +5— +15V 。 （1）接口的信號(hào)內(nèi)容 實(shí)際上RS232C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用39條引線。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo) 準(zhǔn)。 在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同 的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。 有很多工業(yè)儀器將它作為標(biāo)準(zhǔn)通信端口。 一般機(jī)箱有兩個(gè)，新機(jī)箱有可能只有一個(gè)。 TTL電路是電流控制器件，TTL電路的速度快，傳輸延遲時(shí)間短(510ns)，但是功耗大。在室溫下。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型通信大多數(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英尺的距離就不適合了。 TTL電平信號(hào):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（晶體管晶體管邏輯電平）信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。最早的TTL門電路是74系列，后來出現(xiàn)了74H系列，74L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。電子工程師需要掌握的知識(shí)和技能愚以為，掌握了一下的硬件和軟件知識(shí)，基本上就可以成為一個(gè)合格的電子工程師：第一部分：硬件知識(shí)一、 數(shù)字信號(hào) TTL和帶緩沖的TTL信號(hào)TTL(邏輯門電路)全稱TransistorTransistor Logic,即BJTBJT邏輯門電路，是數(shù)字電子技術(shù)中常用的一種邏輯門電路，應(yīng)用較早，技術(shù)已比較成熟。TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即雙極結(jié)型晶體管，晶體三極管）和電阻構(gòu)成，具有速度快的特點(diǎn)。但是由于TTL功耗大等缺點(diǎn)，正逐漸被CMOS電路取代。 TTL電平信號(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。這是由于可靠性和成本兩面的原因。 TTL輸出高電平，輸出低電平。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平=，輸入低電平=。 RS232和定義RS232接口就是串口，電腦機(jī)箱后方的9芯插座，旁邊一般有 |O|O| 樣標(biāo)識(shí)。筆記本電腦有可能沒有。通信的內(nèi)容與格式一般附在儀器的用戶說明書中。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。RS232C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容見附表1所示 （2）接口的電氣特性 在RS232C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。噪聲容限為2V。所以采用DB9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。其中1號(hào)電纜為屏蔽電纜， 內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22 AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。AWG的四芯電纜。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)。RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、7 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。傳輸距離短的另一原因是RS232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。RS422由RS232發(fā)展而來，它是為彌補(bǔ)RS232之不足而提出的。RS422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TIA/EIA422A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。因此在視頻界的應(yīng)用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨(dú)家使用。二、RS232串行接口標(biāo)準(zhǔn)　　目前RS232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。典型的RS232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。接收器典型的工作電平在+3～+12V與3～12V。RS232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3～7kΩ。其有關(guān)電氣參數(shù)參見表1。 　　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2～6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)?！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?！　〗邮掌饕沧髋c發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于200mV時(shí)，輸出負(fù)邏輯電平。　　2．RS422電氣規(guī)定　　RS422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。由于接收器采用高輸入阻抗和發(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)。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是104k+100Ω（終接電阻）。 　　RS422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸?！　S422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。　　RS485與RS422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS485是7V至+12V之間，而RS422在7V至+7V之間，RS485接收器最小輸入阻抗為12k，RS422是4k；RS485滿足所有RS422的規(guī)范，所以RS485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。 　　RS485與RS422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。 　　RS485需要2個(gè)終接電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。終接電阻接在傳輸總線的兩端 干接點(diǎn)信號(hào)干接點(diǎn)的定義：無源開關(guān)；具有閉合和斷開的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間沒有極性，可以互換； 常見的干接點(diǎn)信號(hào)有： 各種開關(guān)如：限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等； 各種按鍵； 各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控中的傳感器：水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警傳感器、玻璃破碎、振動(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器； 繼電器、干簧管的輸出； 有干接點(diǎn)就有濕接點(diǎn)。NPN三極管的集電極輸出和VCC； 達(dá)林頓管的集電極輸出和VCC； 紅外反射傳感器和對(duì)射傳感器的輸出； 在工業(yè)控制領(lǐng)域中，采用干接點(diǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于濕接點(diǎn)，這是因?yàn)楦山狱c(diǎn)沒有極性帶來的優(yōu)點(diǎn)： 隨便接入，降低工程成本和工程人員要求，提高工程速度 處理干接點(diǎn)開關(guān)量