目前,有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串行接口标准,在短距离(<15M),较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。其后针对RS-232接口标准的通信距离短,波特率比较低的状况,在RS-232接口标准的基础上又提出了RS-422接口标准,RS-485接口标准来克服这些缺陷。下面详细介绍RS-232,RS-422,RS-485接口标准。
RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即单端通讯。其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以其共模抑制能力差,再加上双绞线的分布电容,其传输距离最大约为15M,最高速率为20KBPS,且其只能支持点对点通信。
针对RS-232串口标准的局限性,人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL(晶体管逻辑电路)电平信号转换成差分信号A,B两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以又极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离约为1219M,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比,在100Kb/S的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。RS-485采用半双工工作方式(半双工是指在通信过程的任意时刻,信息既可由A传到B,又能由B传A,但只能由一个方向上的传输存在),支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络(星形结构会产生反射信号,从而影响到485通信)。如果需要使用星型结构,就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支持32个节点,如果使用特制的485芯片,可以达到128个或者256个节点,最大的可以支持到400个节点。(1)rs485接地原因:
rs485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时,才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯,严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线,将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起,并由一点可靠地接入大地。(2)Rs485总线走线方式:
通信线尽量远离高压电线,不要与电源线并行,更不能捆扎在一起。(3)Rs485总线要采用手拉手结构,而不能采用星形结构;
星形结构会产生反射信号,从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短,一般不要超出5米。分支线如果没有接终端,会有反射信号,对通讯产生较强的干扰,应将其去掉。门禁系统中,有两个地方应用到485总线。一是计算机到下面挂接的控制器,二是控制器到下面挂接的485读卡器。
(4)什么叫共模干扰和差模干扰?如何消除通讯线上的干扰
485通信线由两根双绞的线组成,它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号,因此称之为差分电压传输。差模干扰在两根信号线之间传输,属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线;共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括:(1)采用屏蔽双绞线并有效接地(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽(3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线(4)不要和电控锁共用同一个电源(5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)(5)485总线上要增加终端电阻情况:
一般情况下不需要增加终端电阻,只有在485通信距离超过300米的情况下,要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。尤其是485总线上设备数量较少时。当设备数量较多时(如超过22台)。一般不需增加终端电阻,因为终端电阻会降低485总线的负载能力。当需要增加终端电阻时,只要将控制器上面的终端电阻跳线置位既可,如果另一端连接的是计算机的话,同时将485转换器的棕色和白色短路(6)如何延长485的通讯距离;
485网络的规范之一是1.2公里长度,32个节点数。如果超出了这个限制,那么必须采用485集线器来拓展网络距离或节点数。
利用485集线器,可以将一个大型485网
络分隔成若干个网段。485集线器就如同485网段之间连接的\"桥梁\"。当然每个网段还是遵循上面的485规范,即1.2公里长度,32个节点数。
利用485集线器延长网络距离图
示:利用485集线器解决485分叉问题,如图所示:利用485集线器构造星型485网络485集线器是485中继器概念的拓广,它不仅解决了多分叉问题,同时也解决了网段之间相互隔离的问题,即某一个网段出现问题(例如短路等),不至于影响到其它网段,从而极大地提高了大型网络的安全性和稳定性。我们可以从局域网从总线型到星型的发展历程,来体会星型布线网络给我们带来的好处。同样,采用485集线器构成的星型485网络也将是485网络发展的一个方向。
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