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工業主板上串口RS-232、RS-422、RS-485的區別

2017/8/14 15:14:56 次瀏覽

1、串口

串口是工業主板上一種非常通用設備通信的協議,大多數工業主板包含兩個以上基于RS-232的串口。串口是按位(bit)發送和接收字節,速度要比按字節(byte)的并行通信慢,但串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據,能夠簡單實現遠距離通信。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。

波特率:是一個衡量通信速度的參數,它表示每秒鐘傳送的bit的個數。如300波特表示每秒鐘發送300個bit。當提到時鐘周期時,就是指波特率,如果協議需要4800波特率,那么時鐘是4800Hz。但是波特率和距離成反比,高波特率常常用于短距離儀器間的通信,典型應用是GPIB設備的通信。 

數據位:是衡量通信中實際數據位的參數。當工控機發送一個信息包,實際的數據不會是8位的,標準的值是5、7和8位。如何設置取決于想傳送的信息。如標準的ASCII碼是0~127(7位)。擴展的ASCII碼是0~255(8位)。如果數據使用簡單的文本(標準 ASCII碼),那么每個數據包使用7位數據。每個包是指一個字節,包括開始/停止位,數據位和奇偶校驗位。由于實際數據位取決于通信協議的選取,術語“包”指任何通信的情況。 

停止位:用于表示單個包的最后一位。典型的值為1、1.5和2位。由于數據是在傳輸線上定時的,并且每一個設備有其自己的時鐘,很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束,并且提供工控機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數越多,不同時鐘同步的容忍程度越大,但是數據傳輸率同時也越慢。 

奇偶校驗位:在工業主板串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式:偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況,串口會設置校驗位(數據位后面的一位),用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。如數據是011,那么對于偶校驗,校驗位為0,保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗,校驗位位1,這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數據,簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態,有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數據是否不同步。  

2、RS-232

RS-232在工業主板中有多種用途,如連接鼠標、打印機或者Modem,同時也可以接工業儀器儀表。RS-232只限于工業主板串口和設備間點對點的通信,最遠通信距離是15.24米。  

3、RS-422

RS-422使用差分信號,RS-232使用非平衡參考地的信號。差分傳輸使用兩根線發送和接收信號,能更好的抗噪聲和有更遠的傳輸距離,在工業主板的現場應用中具有較大優勢。  

4、RS-485

RS-485是RS-422的改進,連接設備數從10個增加到32個,同時定義在最大設備個數情況下的電氣特性,以保證足夠的信號電壓。出色抗噪和多設備能力,在建立連向工控機的分布式設備網絡、其它數據收集控制器、HMI或者其它操作時,串行連接會選擇RS-485。 

5、RS-232、RS-422與RS-485的區別

RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標準,最初都是由電子工業協會(EIA)制訂并發布的。RS-232在1962年發布,命名為EIA-232-E,作為工業標準,以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發展而來。為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點,RS-422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),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、平衡傳輸規范,被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍,EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準,增加了多點、雙向通信能力,即允許多個發送器連接到同一條總線上,同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性,擴展了總線共模范圍,即TIA/EIA-485-A標準。

目前RS-232是工業主板應用最廣泛的一種串行接口。采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊,是為點對點(即只用一對收、發設備)通訊而設計的,適合本地設備之間的通信。   

RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。RS-422可支持10個節點,RS-485支持32個節點,RS-485是RS-422的超集,因此所有的RS-422設備可以被RS-485控制。


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