串行通信接口標準詳解

1、幾種串行通信接口標準詳解在數(shù)據(jù)通信、計算機網(wǎng)絡(luò)以及分布式工業(yè)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常采用串行通信來交換數(shù)據(jù)和信息。1969年，美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)公布了RS232C作為串行通信接口的電氣標準，該標準定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)間按位串行傳輸?shù)慕涌谛畔?，合理安排了接口的電氣信號和機械要求，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但它采用單端驅(qū)動非差分接收電路，因而存在著傳輸距離不太遠(最大傳輸距離15m)和傳送速率不太高(最大

2、位速率為20Kbs)的問題。遠距離串行通信必須使用Modem，增加了成本。在分布式控制系統(tǒng)和工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)中，傳輸距離常介于近距離(＜20m＝和遠距離(＞2km)之間的情況，這時RS232C（25腳連接器）不能采用，用Modem又不經(jīng)濟，因而需要制定新的串行通信接口標準。1977年EIA制定了RS449。它除了保留與RS232C兼容的特點外，還在提高傳輸速率，增加傳輸距離及改進電氣特性等方面作了很大努力，并增加了10個控制信號。與RS44

3、9同時推出的還有RS422和RS423，它們是RS449的標準子集。另外，還有RS485，它是RS422的變形。RS422、RS423是全雙工的，而RS485是半雙工的。RS422標準規(guī)定采用平衡驅(qū)動差分接收電路，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率(最大位速率為10Mbs)，增加了傳輸距離(最大傳輸距離1200m)。RS423標準規(guī)定采用單端驅(qū)動差分接收電路，其電氣性能與RS232C幾乎相同，并設(shè)計成可連接RS232C和RS422。它一端可與RS422

4、連接，另一端則可與RS232C連接，提供了一種從舊技術(shù)到新技術(shù)過渡的手段。同時又提高位速率(最大為300Kbs)和傳輸距離(最大為600m)。因RS485為半雙工的，當用于多站互連時可節(jié)省信號線，便于高速、遠距離傳送。許多智能儀器設(shè)備均配有RS485總線接口，將它們聯(lián)網(wǎng)也十分方便。串行通信由于接線少、成本低，在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品也多種多樣一.RS232C詳解串行通信接口標準經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在

5、RS232標準的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進而形成的。所以，以RS232C為主來討論。RS323C標準是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000bs范圍內(nèi)的通信。這個標準對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、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RS232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。在討論RS232C接口標準的內(nèi)容之

6、前，先說明兩點：首先，RS232C標準最初是遠程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(DataTerminalEquipment)與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（DataCommunicationEquipment)而制定的。因此這個標準的制定，并未考慮計算機系統(tǒng)的應(yīng)用要求。但目前它又廣泛地被借來用于計算機（更準確的說，是計算機接口）與終端或外設(shè)之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規(guī)定及和計算機系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解，我們

7、對RS232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。其次，RS232C標準中所提到的“發(fā)送”和“接收”，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由于在計算機系統(tǒng)中，往往是CPU和IO設(shè)備之間傳送信息，兩者狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如

8、MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1489、SN75154可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，圖1顯示了1488和1489的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳。MC1488的引腳(2)、(45)、(910)和(1213)接TTL輸入。引腳3、6、8、11輸出端接EIARS232C。MC1498的14的1、4、10、13腳接EIA輸入，而3、6、8、11腳接TTL輸出

9、。具體連接方法如圖2所示。圖中的左邊是微機串行接口電路中的主芯片UART，它是TTL器件，右邊是EIARS232C連接器，要求EIA高電壓。因此，RS232C所有的輸出、輸入信號都要分別經(jīng)過MC1488和MC1498轉(zhuǎn)換器，進行電平轉(zhuǎn)換后才能送到連接器上去或從連接器上送進來。2)連接器的機械特性：連接器：由于RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB25、DB15和DB9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

10、兩種連接器。a.DB25：PC和XT機采用DB25型連接器。DB25連接器定義了25根信號線，分為4組：異步通信的9個電壓信號（含信號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，2220mA電流環(huán)信號9個（12，13，14，15，16，17，1923，24）空6個（9，10，11，18，21，25）保護地（PE）1個，作為設(shè)備接地端（1腳）DB25型連接器的外形及信號線分配如圖3所示。注意，20mA電流環(huán)信號僅IBMPC和IBMPCXT機