串行通信基礎知識串口信號RS-232RS-422/485串行通信的基本概念串行通信資料是一個bit一個bit地送出,且每個bit表示不是0就是11bit并行通信的基本概念一次發送和接收多個Bit,傳輸一次就可以完成一個Byte的容量。傳輸的效率高12345678123456781bit1bit1bit1bit1bit1bit1bit1bit串行通信VS

并行通信串行通信并行通信通信距離遠近搞干擾能力高低傳輸速度慢快成本低高起始位:總是“1”數據位:5,6,7,8位校驗:None,Odd,Even,Space,Mark停止位:1,1.5(數據位

=5),2位數據幀長度如果N,8,1:數據幀長度為

10位如果E,7,2:數據幀長度為

10位串行通訊數據格式15,6,7,81,1.5,21Unit:bitDataStartParityStopRS232由電子工業協會（EIA）制訂并發布工業標準，RS-232標準在1962年發布，保證不同廠家產品之間的兼容。RS-232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。

RS-232作用:在串行通訊時，要求通訊雙方都采用統一的標準接口，使不同的設備進行通訊。RS-232-C發展用于串行通訊的標準。規定采用一個25個腳的DB-25

連接器對連接器的每個引腳的信號加以規定對各種信號的電平加以規定。IBM將RS232簡化成了DB-9

連接器工業控制的RS-232一般只使用RXD、TXD、GND三條線。

DB25DB9電氣特性、邏輯電平EIA-RS-232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規定。在TxD和RxD上：邏輯1=-3V～-15V

邏輯0=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態，負電壓)=-3V～-15VUART并行TTL0V5VRS-232信號傳輸收發器D0D7……DataStopParityStartDataStartParityStop0V5VRS-232-12V+12VDataStopParityStartDataStartParityStop-12V+12VTxRxRS-232信號傳輸及信號波形

RS-232接口信號定義：TXD、RXD、RTS、CTS、DTR、DSR、DCD、RI、GND（Female/Male定義相反）最高速率：115200bpsRS-232信號典型應用:PC+交叉電纜

+PC短接DCD信號和DSR信號，確保所有應用程序工作，比如架裝服務器的控制臺端口。RS-232連接類型

ITxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGND接線DTE信號DTE信號RS-232連接類型

IIRS-232信號典型應用:PC+直連電纜

+ModemDCE設備上的DCD信號一般用作輸出信號TxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGNDRxDTxDCTSRTSDSRDTRDCDGND接線DTE信號DCE信號串口信號RS-232RS-422/485RS-232VSRS-422RS-232通信距離短RS-232通信速率低提出RS-422定義了一種平衡通信接口，數據信號采用差分傳輸方式，它使用二對雙絞線，將其中一對定義為A，另一對定義為BRS-422電氣特性發送驅動器A、B之間的電壓差正電平在+200mv～+6V，是一個邏輯狀態負電平在-200mv～-6V，是另一個邏輯狀態RS-422信號收、發端通過平衡雙絞線將Txd+與Rxd+、Rxd-與Txd-對應相連大于+200mV的電平時輸出正邏輯電平小于-200mV時輸出負邏輯電平MOXA定義B為信號正 A為信號負|A-B|>200mvRS-422特性RS-422傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到1200米（速率低于100kb/s時），并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸方式，被命名為TIA/EIA-422-A標準。平衡傳輸方式長度：1200米速度：10M節點：2、10(廣播)線纜類型：4線或8線(帶握手信號)+GNDRS-422優勢與不足 RS-422優勢傳輸距離遠傳輸速率高不易受到干擾RS-422不足點對多點方式只能單向通訊RS485EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準多點雙向通訊能力增加發送器的驅動能力和沖突保護特性擴展了總線共模范圍命名為TIA/EIA-485-A標準由于EIA提出的建議標準都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業領域，仍然習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。平衡傳輸方式長度：1200米速度：10M節點：32、256(加中繼器)線纜類型：2線+GND(B+Noise)–(A+Noise)>0.2V高(B+Noise)–(B+Noise)<-0.2V低RS-422/485信號差分信號UART并行TTL0V5V收發器D0D7……DataStopParityStartRS-232DataStopParityStartTxBTxARS485信號定義4-Wire

TxDA(-)TxDB(+)RxDB(+)RxDA(-)GND2-Wire

DataB(+)DataA(-)GND2線與4線傳輸接線：

4線全雙工優勢1.抗干擾能力強2.傳輸距離長

(可達

1.2公里)3.支持點對點和多站通訊方式RS-422信號

信號接線

信號TxA

RxATxB

RxBRxA

TxARxB

TxBGND

GND120Ω120ΩRS-422拓撲結構

I點對點MoxaCI-134Tx+(B)Tx-(A)Rx+(B)Rx-(A)Rx+(B)Rx-(A)Tx+(B)Tx-(A)PLCRS-485信號RS-422的增強方式與

RS-422兼容接線點對點2線半雙工，菊鏈式連接4線全雙工，菊鏈式連接RS-4224-線

RS-4852-線

RS-485傳輸類型全雙工全雙工半雙工連接類型點對點多站多站數據流控無RTS控制或

ADDC控制RTS控制或

ADDC控制可連接設備數32節點32節點32節點RS-422vs.RS-485RS-485拓撲結構

I點對點MoxaCI-134PLCData+(B)Data-(A)Data+(B)Data-(A)120Ω120Ω終端電阻RS-485拓撲結構

II2線半雙工MoxaCI-134Data+(B)Data-(A)120Ω120ΩPLC#1PLC#2PLC#3PLC#31……Data+(B)Data+(B)Data+(B)Data+(B)Data-(A)最大1.2公里，32節點RS-485拓撲結構

II2線半雙工特點1.距離可達

1.2公里2.抗干擾能力強3.低接線成本4.同一總線可連接

32個節點，使用中繼器最多可達256個節點優點1.低成本缺點1.用戶自定義軟件協議2.軟件開發相對復雜3.軟件處理碰撞RS-485拓撲結構

III4線全雙工Tx+(B)Tx-(A)Rx+(B)Rx-(A)120Ω120ΩPLC#1PLC#2PLC#3PLC#31……DE-211Note:1.Tx-(A)2.Tx+(B)3.Rx-(A)4.Rx+(B)1234最大1.2公里，32節點RS-485拓撲結構

III4線全雙工特點1.距離可達

1.2公里2.抗干擾能力強3.同一總線可連接

32個節點，使用中繼器最多可達256個節點優點1.無碰撞發生2.易于編程缺點1.接線成本比

2線制RS-485高RS-422&RS-485接線RS-422可支持10個節點，RS-485可支持32個節點拓撲一般采用總線型結構,不支持環形或星形網絡在構建網絡時應注意以下幾點:１、采用雙絞線作總線,將各個節點串接起來如下的連接方式:

a,b,c

為錯誤連接;d,e,f為正確連接方式.２、注意總線阻抗匹配,否則就會發生信號的反射RS-485數據流方向控制什么是數據流方向控制

?在一個時間只允許一個設備發送

如果流控信號時序不對，整個RS-485網絡將不能正常工作流控的方式1.傳統的RTS控制內部電路使用

RTS信號來決定發送和接收無數據發送時，RTS信號處于清除狀態，此時收發器處于監聽模式

當有數據發送時設置RTS信號，

同時斷開監聽模式當數據發送完成之后清除RTS信號，轉回監聽模式

RTS狀態由用戶軟件控制ADDC(自動數據流控)ADDC?2線RS-485通過硬件準確的切換數據收發狀態ADDC?是我們的專利技術1.沒按鍵時,處于監聽狀態;

(數據接收狀態)3.確認當前頻率空閑,按鍵講話對方可以聽到;

(線中上沒有數據,切換狀態到數據發送)2.判斷當前頻率是否有信號?

(檢查線路上是否有數據)4.話講完后,松開按鍵,回到監聽狀態;(數據接收狀態)ABADDC(自動數據流控)當使用2線RS485時,最重要的就是要確認數據收發狀態.由于RS485-2W界面的一些限制,只有一個節點(在一根2線RS485總線上)可以在任何時候傳輸信號.這個要傳輸數據的節點必須把數據發送打開,在數據發送完之后關閉.有兩種方法可以切換數據收發狀態.一種是通過軟件人為用RTS信號控制,另一種是用ADDCADDC可以通過硬件準確地切換數據收發狀態,有效地把用軟件控制的復雜時序控制簡單化.ADDCvsNoADDCADDCNoADDC操作方式硬件判斷線路上是否有數據軟件處理數據流向CPU點用率不占用占用軟件復雜度無高通信效能高低接口RS-232RS-422RS-485最大距離(標準)15M@9600bps1.2公里@9600bps1.2公里@9600bps最大距離(Moxa實驗室測量結果)100M@38400bps50M@57600bps20M@115200bps*C168H,28AWGUL24641.4KM@9600bps1.1KM@38400bp*CP-114I,28AWGUL2464,直通電纜，

點對點方式

1.4KM@9600bps1.1KM@38400bp*DE-211,AWG28直通電纜,多站方式，32節點傳輸距離距離

–EIA標準/實測性能

RS-232&RS-422&RS-485比較類型RS-232RS-422RS-4854線RS-4852線信號類型單端差分差分差分通訊方式全雙工全雙工全雙工半雙工距離15M@9600bps1.2KM@9600bps1.2KM@9600bps1.2KM@9600bps信號定義TxD,RxD,RTS,CTS,DTR,DSR,DCD,GNDTxA,TxB,RxA,RxB,GNDTxA,TxB,RxA,RxB,GNDDataA,DataB,GND接線成本高

(8線)中等(5線)中等(5線)低(3線)連接設備數兩臺兩臺或十臺32臺32臺抗干擾能力弱強強強故障診斷容易難難難電氣參數表

光電隔離保護用光的方式把信號隔離開發光器件感光器件DataData光信號光電隔離元件PCBBoard光電隔離保護-IsolationProtection原理由于電線兩端的地電壓不同，長距離連接的通訊設備會因電壓不匹配而造成損壞．隔離保護會在線的兩端使用光電隔離元件來保護兩端的設備不被損壞．SurgeProtectionvs.Isolation

Surge:瞬間異常電壓引起的損壞

Isolation:兩端共地不良,EMI及紋波干擾引起的損壞.光電隔離的作用消除兩端設備間因地電壓差造成的放電RS-4852線GND電平為0VPC的GND電平為60V光電隔離1000m光電隔離的作用隔離干擾信號RS-4852線光電隔離大功率電機強電MOXA光電隔離器什么是USBUSB(Universal

SerialBus)通用串行總線USBIF(USBImplementersForum)負責USB標準制訂,其成員包括:蘋果電腦,惠普,NEC,Microsoft

和Intel.USB1.1&USB2.0USB1.1修正了USB1.0出現的問題,USB1.1是USB開始普及的最早版本;USB2.0在USB1.1的基礎上提高了速度;USB