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1.RS-232
1.1 RS-232介紹
RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25個腳的 DB25連接器,對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定,還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25的串口一般只用到的管腳只有2(RXD)、3(TXD)、7(GND)這三個,隨著設(shè)備的不斷改進(jìn),現(xiàn)在DB25針很少看到了,代替他的是DB9的接口,DB9所用到的管腳比DB25有所變化,是2(RXD)、3(TXD)、5(GND)這三個。因此現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。
元器件常識:市場上把公頭的接插件叫做DRXX,母頭的叫DBXX,比如我們電腦上的串口,在市場上叫做DR9,不是DB9,很多人都誤叫做DB9,實(shí)際上的DB9是兩個把兩個DR9互相連接在一起的接口。
RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊.
1.2 接口的電氣特性
在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即:邏輯"1",-5--15V;邏輯"0" +5- +15V。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別+3V的信號作為邏輯"0",高到-3V的信號作為邏輯"1"。
1.3 9針串行口的針腳功能
針腳 功能 針腳 功能
1 載波檢測(DCD) 6 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好(DSR)
2 接受數(shù)據(jù)(RXD) 7 請求發(fā)送(RTS)
3 發(fā)出數(shù)據(jù)(TXD) 8 清除發(fā)送(CTS)
4 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(DTR) 9 振鈴指示(RI)
5 信號地線(SG)
2.RS-485
2.1 RS-485介紹
由于RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早,難免有不足之處,主要有以下四點(diǎn):
1. 接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因?yàn)榕cTTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
2. 傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps。
3.接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。
4.輸距離有限,最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺,實(shí)際上也只能用在50米左右。
針對RS232接口的不足,于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),RS-485就是其中之一,它具有以下特點(diǎn):
1. RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps
2. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強(qiáng),即抗噪聲干擾性好。
3. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,實(shí)際上可達(dá)3000米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器, 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。 因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò),一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。
RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。
2.2 RS-485的電氣特性
邏輯"1"以兩線間的電壓差為+(2-6) V表示;邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(2-6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL電路連接。
3.工業(yè)以太網(wǎng)
3.1工業(yè)以太網(wǎng)介紹
工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。通常認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)主要是通過采用交換式以太網(wǎng)、全雙工通信、流量控制機(jī)虛擬局域網(wǎng)等技術(shù),減輕以太網(wǎng)負(fù)荷,提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時響應(yīng)時間,與商用以太網(wǎng)兼容的控制網(wǎng)絡(luò)。
3.2工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢與不足
1.優(yōu)勢
①以太網(wǎng)是統(tǒng)一的總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、特別是在高速數(shù)據(jù)傳輸方面更具優(yōu)勢。而現(xiàn)在在工業(yè)界存在著幾十種現(xiàn)場總線的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),在多種協(xié)議并存且互不相讓的情況下,已經(jīng)被廣泛采用的以太網(wǎng)如能向下延伸并進(jìn)入控制層,那么它將成為統(tǒng)一現(xiàn)場總線的希望。
②以太網(wǎng)是當(dāng)今世界上最流行也是最成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具有價格低、速度高、易于組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn),并且易于與Internet連接。絕大多數(shù)操作系統(tǒng)都支持以太網(wǎng)的通信協(xié)議。
③用戶運(yùn)行費(fèi)用大大降低。用戶不需要單獨(dú)學(xué)習(xí)一種新網(wǎng)絡(luò)技術(shù),也不必為更換設(shè)備耗費(fèi)大量資金和精力。
2.不足
①以太網(wǎng)的信道分配方式采用帶有沖突監(jiān)測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD,適合于突發(fā)性數(shù)據(jù)的傳輸,不具有實(shí)時性。是一種非確定性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);
②在工業(yè)環(huán)境下,以太網(wǎng)的可靠性會有一定程度上的降低,以太網(wǎng)采用超時發(fā)送機(jī)制,單點(diǎn)故障容易擴(kuò)散到整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),從而使其癱瘓;
③以太網(wǎng)的接口電路還比較復(fù)雜和昂貴,因而它并不適合所有的自動化設(shè)備,并不能在與簡單的傳感器和執(zhí)行器相連時,體現(xiàn)出更大的優(yōu)越性;
④總線供電技術(shù)發(fā)展還不夠完善,這對于環(huán)境惡劣危險的場合影響較大。