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工业主板上串口RS-232、RS-422、RS-485的区别

2017/8/14 15:14:56 次浏览

1、串口

串口是工业主板上一种非常通用设备通信的协议,大多数工业主板包含两个以上基于RS-232的串口。串口是按位(bit)发送和接收字节,速度要比按字节(byte)的并行通信慢,但串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据,能够简单实现远距离通信。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

波特率:是一个衡量通信速度的参数,它表示每秒钟传送的bit的个数。如300波特表示每秒钟发送300个bit。当提到时钟周期时,就是指波特率,如果协议需要4800波特率,那么时钟是4800Hz。但是波特率和距离成反比,高波特率常常用于短距离仪器间的通信,典型应用是GPIB设备的通信。 

数据位:是衡量通信中实际数据位的参数。当工控机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于想传送的信息。如标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准 ASCII码),那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语“包”指任何通信的情况。 

停止位:用于表示单个包的最后一位。典型的值为1、1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供工控机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 

奇偶校验位:在工业主板串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式:偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位(数据位后面的一位),用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。如数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据,简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态,有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。  

2、RS-232

RS-232在工业主板中有多种用途,如连接鼠标、打印机或者Modem,同时也可以接工业仪器仪表。RS-232只限于工业主板串口和设备间点对点的通信,最远通信距离是15.24米。  

3、RS-422

RS-422使用差分信号,RS-232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线发送和接收信号,能更好的抗噪声和有更远的传输距离,在工业主板的现场应用中具有较大优势。  

4、RS-485

RS-485是RS-422的改进,连接设备数从10个增加到32个,同时定义在最大设备个数情况下的电气特性,以保证足够的信号电压。出色抗噪和多设备能力,在建立连向工控机的分布式设备网络、其它数据收集控制器、HMI或者其它操作时,串行连接会选择RS-485。 

5、RS-232、RS-422与RS-485的区别

RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的。RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,即TIA/EIA-485-A标准。

目前RS-232是工业主板应用最广泛的一种串行接口。采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯,是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,适合本地设备之间的通信。   

RS-485与RS-422一样,其最大传输距离约为1219米,最大传输速率为10Mb/s。RS-422可支持10个节点,RS-485支持32个节点,RS-485是RS-422的超集,因此所有的RS-422设备可以被RS-485控制。


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