單片機(jī)串行通信技術(shù)基礎(chǔ)-oweroineml

第六章

單片機(jī)串行通信技術(shù)基礎(chǔ)6.1串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)及接口技術(shù)6.1.1

串行通信接口三種串行通信的傳送方式一、單工二、半雙工三、全雙工CompanyLogo常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)異步串行通信接口有：lRS-232ClRS-449lRS-422、RS-423lRS-485CompanyLogoRS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)、芯片及接口電路

美國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）1969年推薦的RS-232C仍是目前最常用的串行通信總線接口之一。

RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口是“使用二進(jìn)制進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口”。（1）RS-232C接口常用引線信號(hào)定義、分類及功能（2）RS-232C接口電氣特性（3）電平轉(zhuǎn)換芯片及接口電路

CompanyLogoMAX232芯片的通信接口電路圖

CompanyLogoRS-449/423/422/485標(biāo)準(zhǔn)總線接口及其應(yīng)用

RS-232C雖然使用廣泛，但缺點(diǎn)也不少，已不能滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的許多要求，主要表現(xiàn)如下：（1）數(shù)據(jù)傳輸速率慢。RS-232C規(guī)定的最大20kbps的傳輸速率遠(yuǎn)不能滿足用戶日益增長(zhǎng)的傳輸速率要求。（2）傳送距離短。RS-232C接口一般規(guī)定電纜長(zhǎng)度在15m以內(nèi)，即使有較好的線路器件，優(yōu)良的信號(hào)質(zhì)量，電纜長(zhǎng)度也不會(huì)超過(guò)60m。（3）未規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的連接器，因而出現(xiàn)了互不兼容的25芯和9芯連接器。（4）接口處各信號(hào)間容易產(chǎn)生串?dāng)_。CompanyLogo⑴

RS-449標(biāo)準(zhǔn)接口RS-449在很多方面可代替RS-232C。兩者的主要差別是信號(hào)在導(dǎo)線上的傳輸方法不同。RS-232C是利用傳輸信號(hào)線與公共地之間的電壓差，RS-449接口是利用信號(hào)導(dǎo)線之間的信號(hào)電壓差，可在1200m的雙絞線上進(jìn)行數(shù)字通信，速率可達(dá)90000bps。RS-449可以不使用調(diào)制解調(diào)器，它比RS-232C傳輸速率高，通信距離長(zhǎng)，由于RS-449系統(tǒng)用平衡信號(hào)差電路傳輸高速信號(hào)，所以噪聲低，又可以多點(diǎn)或者使用公用線通信，兩臺(tái)以上的設(shè)備可與RS-449通信電纜并聯(lián)。CompanyLogo⑵

RS-422A標(biāo)準(zhǔn)接口RS-422A是RS-449標(biāo)準(zhǔn)的子集。它具體通過(guò)傳輸線驅(qū)動(dòng)器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端的信息傳送；通過(guò)傳輸線接收器，把電位差轉(zhuǎn)變成邏輯電平，實(shí)現(xiàn)終端的信息接收。RS-422A比RS-232C傳輸信號(hào)距離長(zhǎng)，速度快，傳輸率最大為10Mbit/s，在此速率下電纜允許長(zhǎng)度為120m。如果采用較低傳輸速率，如90000波特率時(shí)，最大距離可達(dá)1200m。

RS-422A每個(gè)通道要用二條信號(hào)線，如果其中一條是邏輯“1”狀態(tài)，另一條就為邏輯“0”。RS-422電路由發(fā)送器、平衡連接電纜、電纜終端負(fù)載、接收器幾部分組成。在電路中規(guī)定只許有一個(gè)發(fā)送器，可有多個(gè)接收器，因此通常采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。該標(biāo)準(zhǔn)允許驅(qū)動(dòng)器輸出為±2V～±6V，接收器可以檢測(cè)到的輸入信號(hào)電平可低到200mV。CompanyLogo⑶

RS-423A標(biāo)準(zhǔn)接口RS-423A也是RS-449標(biāo)準(zhǔn)的子集。RS-423A規(guī)定為單端線，而且與RS-232C兼容．參考電平為地，要求正信號(hào)邏輯電平為200mV～6V，負(fù)信號(hào)邏輯電平為-200mV～-6V，RS-423A驅(qū)動(dòng)器在90m長(zhǎng)的電纜上傳送數(shù)據(jù)的最大速率為100kbps，若降低至1000bps，則允許電纜長(zhǎng)度為1200m。RS-423A允許在傳送線上連接多個(gè)接收器，接收器為平衡傳輸接收器，因此允許驅(qū)動(dòng)器和接收器之間有個(gè)地電位差。邏輯“1”狀態(tài)必須超過(guò)4V，但不能高過(guò)6V；邏輯“0”狀態(tài)必須低于-4V，但不能低于-6V。CompanyLogo⑷RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口RS-485（半半雙雙工工））是是RS-422的變變型型，，它它是是一一種種多多發(fā)發(fā)送送器器的的電電路路標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，它它擴(kuò)擴(kuò)展展了了RS-422A的性性能能，，允允許許雙雙導(dǎo)導(dǎo)線線上上一一個(gè)個(gè)發(fā)發(fā)送送器器驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)32個(gè)負(fù)負(fù)載載設(shè)設(shè)備備。。負(fù)負(fù)載載設(shè)設(shè)備備可可以以是是被被動(dòng)動(dòng)發(fā)發(fā)送送器器、、接接收收器器或或收收發(fā)發(fā)器器（（發(fā)發(fā)送送器器和和接接收收器器的的組組合合））。。RS－485電路路允允許許共共用用電電話話線線通通信信。。電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是在在平平衡衡連連接接電電纜纜兩兩端端有有終終端端電電阻阻，，在在平平衡衡電電纜纜上上掛掛發(fā)發(fā)送送器器、、接接收收器器、、組組合合收收發(fā)發(fā)器器。。RS-485標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)沒(méi)沒(méi)有有規(guī)規(guī)定定在在何何時(shí)時(shí)控控制制發(fā)發(fā)送送器器發(fā)發(fā)送送或或接接收收機(jī)機(jī)接接收收數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的規(guī)規(guī)則則。。電電纜纜選選擇擇比比RS-422A更嚴(yán)嚴(yán)格格。。RS-485最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單情情況況可可由由兩兩條條信信號(hào)號(hào)電電路路線線組組成成。。每每條條連連接接電電路路必必須須有有接接大大地地參參考考點(diǎn)點(diǎn)，，這這電電纜纜能能支支持持32個(gè)發(fā)發(fā)送送／／接接收收器器對(duì)對(duì)。。每每個(gè)個(gè)設(shè)設(shè)備備一一定定要要接接地地。。這這電電纜纜應(yīng)應(yīng)包包括括連連至至每每個(gè)個(gè)設(shè)設(shè)備備電電纜纜地地的的第第三三信信號(hào)號(hào)參參考考線線。。也也可可使使用用接接到到設(shè)設(shè)備備機(jī)機(jī)殼殼的的屏屏蔽蔽電電纜纜。。CompanyLogoMAX481／MAX483／MAX485／MAX487引腳配置置和典型型工作電電路CompanyLogoMAX489/MAX491引腳圖和和典型工工作電路路CompanyLogo典型RS-485（半雙工工）通信信網(wǎng)CompanyLogoMAX489/491全雙工通通信網(wǎng)CompanyLogo5、20mA電流環(huán)路路串行接接口20mA電流環(huán)是是目前串串行通信信廣泛使使用的一一種非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)接口口電路。。20mA電流環(huán)是是一種異異步串行行接口標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，在在每次發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)必須須以無(wú)電電流的起起始作為為每一個(gè)個(gè)字符的的起始位位，接收收端檢測(cè)測(cè)到起始始位時(shí)便便開(kāi)始接接收字符符數(shù)據(jù)。。電流環(huán)串串行通信信接口的的最大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是低低阻傳輸輸線對(duì)電電氣噪聲聲不敏感感，而且且易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)光電隔隔離，適適用于長(zhǎng)長(zhǎng)距離通通信。CompanyLogo20mA電流環(huán)接接口電路路CompanyLogo6.2MCS-51單片機(jī)串串行接口口通信技技術(shù)1、單片片機(jī)雙機(jī)機(jī)通信技技術(shù)CompanyLogo采用RS-422標(biāo)準(zhǔn)的雙雙機(jī)通信信接口電電路每個(gè)通道道的接收收端都接接有三個(gè)個(gè)電阻R1、R2、R3，其中R1為傳輸線線的匹配配電阻，，取值范范圍在100ΩΩ～1kΩ之間，其其它二個(gè)個(gè)電阻是是為了解解決第一一個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)的誤碼碼而設(shè)置置的匹配配電阻。。另外，光光電耦合合器必須須使用二二組獨(dú)立立的電源源，才能能起到隔隔離和抗抗干擾的的作用。。CompanyLogo2、單片