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(通信篇)關於RS232/422/485 
發表人: 
文章編號:129
發表時間:2011/12/22 下午 07:07:12
人氣:8341

 

什麼是RS232/422/485?
所謂
RS232/422/485係國際標準之非同步串列式通訊硬體規範(EIA)之編號名稱其資料內容信號基本上係以串列方式一個Bit接一個Bit的依序傳遞且其資料位元之0/1係以兩芯信號線間之相對電壓位準差值大小來表現最常見之RS232即為電腦之串列埠且多為9 Pin模式(舊型也有25 Pin)其主要之資料傳遞使用三芯信號線傳遞包括Tx, Rx, Gnd另有一些控制接腳如RTS, CTS, DTR25 Pin模式則是多了一些極罕用之控制接腳與預留之空接腳RS232僅能以一對一之方式在兩設備間傳遞資料但可達到全雙工之通訊功能且因其將兩設備之Gnd連接在一起故電纜長度一般規範不宜大於十五公尺為佳(事實上一般實務而言當採用的通訊速率愈高時有效的通訊距離便愈短)
 
目前通訊常見的硬體規格有RS232RS422RS485其中 RS232RS422RS485間原則上皆可利用信號轉換器直接將其電氣規格相互轉換以連接不同規格之信號作通訊(另外近來也已有廠商研發出RS232/422/485EtherNet信號轉換之器材但那應是採用”封包”等之類的其他軟體手段而完成)
 
RS232之送/收信號, 可視為以GndTxGndRx腳位之信號位準差值表示當然兩相連之設備除將Gnd腳位相連外TxRx接腳須與對方反接
RS422可謂為RS232之擴充其將送/收之信號完全分離為兩對傳輸線Tx+/Tx-Rx+/Rx-四芯因不同於RS232將兩端設備之Gnd直接接在一起故其傳輸線之長度一般可達到九百公尺以上(使用AWG18以上電纜)且在一組傳輸線上可同時併掛多個通訊設備由於送/收信號仍是獨立分離故亦可形成一對一全雙工之通訊功能
 
RS422網路線上雖可併掛多個通訊設備但因送/收信號獨立分開故一般會被設計成-(Master-Slave)式之通訊架構由一主控設備直接對多個終端設備通訊各終端設備間並不能直接相互傳遞資料(因各終端設備之Tx皆接在一起而接入主控設備之Rx各終端設備之Rx亦皆接在一起而與主控設備之Tx相接)
 
RS485相當接近於RS422但其將送/收之信號線結合共同使用同一對傳輸線L+/L-兩芯而傳輸線之總長度則更可達到1.5公里之譜一般而言RS422Tx+Rx+併接、Tx-Rx-併接亦可得到RS485之硬體效果由於RS485/收信號共用同一對傳輸線所以它只能有半雙工的能力
 
RS485之送/收信號在一起故在網路線上之所有通訊設備均具有相同之地位(“對等通訊””Peer-to-Peer)即任一設備送出之資料所有相連之設備均能接獲
 
RS485規格規範中有提及網路線上最多可併接64(32+32)個節點(通訊設備)且傳輸線之連接應以一進一出之架構串聯所有設備並可於距離過遠時串上一個訊號增強器而實務上網路上之節點應可達256(當然和傳輸線總長度等條件有關聯)又由於常是以樹狀結構來連接所有設備因此雖然規範中還提及若信號不佳時可併聯’終端電阻’來改善但實務上很難找到併聯之適當位置與電阻值
 

由於工業現場通信節點多,位置分散,通信距離遠,要求使用最少的線材完成相應的通信任務。根據相關的要求,人們開發出利用兩根導線實現多節點互聯的EIA RS-485總線標準。RS-485總線採用差分平衡電路,即一條導線上的電壓是另外一條導線的電壓的取反值,接收器輸入電壓為兩根導線電壓的差值。由於其在兩條線路上傳遞的是大小相同,方向相反的電流,而噪聲電壓對於線路的影響都是同時出現,兩條線路的噪聲電壓相互抵消,極大的削弱噪聲的影響。差分平衡電路不受節點之間的地平電壓差的影響,EIA 485沒有規定引腳定義,信號功能,只需保持兩根信號線相鄰,在同一個雙絞線中,引腳A,B不能互換就可以了,所以在工業現場使用過程中,RS-485接口沒有標準的規範,有可能是DB9,也有可能是RJ45/RJ11,但是用的最多的還是工業接線端子。由於RS-485總線採用差分平衡電路,極大的抑制噪聲干擾,有極強的抗共模干擾能力,輸入電壓檢測靈敏度為200毫伏(電壓信號可以在極遠距離進行恢復),使得RS- 485的傳輸距離可以達到1200米(傳輸速率在110Kbps情況下)。最大傳輸速率10Mbps(傳輸距離12米)。RS-485支持多點通信,多個驅動器和接收器共享一條信號通道,在半雙工連接模式下,只能有一個驅動器工作,多個驅動器同時啟用,會產生線競爭(導致通信失敗),同時容易產生大電流,可能導致芯片燒毀。一般485芯片建議使用限流和過熱關閉功能保護芯片。

 


RS-232接口由於採用單端非差分電路,只能支持點對點數據通信,由於其線路共用接地線,導致其通信距離短,一般只用於計算機與設備的短距通信,而RS-485由於採用差分平衡電路,傳輸距離可以達到1200米(如通過485中繼器延長通信距離,通信距離可以成倍的增加),並支持多點通信,被大規模的應用於工業數據通信(一般計算機都沒有RS-485接口,只有標配RS-232接口,如需利用計算機控制RS-485總線網絡,則需要485轉換器將其做相應轉換)。

◇通信接線注意事項:

正確的接法:


錯誤的接線


錯誤的接線

 


發表人:Barnypok 
文章編號:129
發表時間:2011/12/22 下午 07:07:12



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