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1、,Confidential,串行通信的基本概念,串行通信资料是一个bit 一个bit地送出,且每个bit表示不是0就是1,1 bit,Confidential,并行通信的基本概念,一次发送和接收多个Bit, 传输一次就可以完成 一个Byte的容量。传输的效率高,1 2 3 4 5 6 7 8,1 2 3 4 5 6 7 8,Confidential,串行通信 VS 并行通信,Confidential,起始位: 总是 “1” 数据位: 5, 6, 7, 8 位 校验: None, Odd, Even, Space, Mark 停止位: 1, 1.5(数据位 =5), 2 位 数据帧长度 如果N,
2、 8, 1: 数据帧长度为 10 位 如果E, 7, 2: 数据帧长度为 10 位,串行通讯数据格式,Confidential,RS232,由电子工业协会（EIA）制订并发布工业标准，RS-232标准在1962年发布，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备，使各个厂家的产品都能够相互兼容。 RS-232-C 接口（又称EIA RS-232-C ）是目前最常用的一种串行通讯接口。 RS-232 作用: 在串行通讯时，要求通讯双方都采用统一的标准接口，使不同的设备进行通讯。,Confidential,电气特性、逻辑电平,EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功
3、能都作了规定。 在TxD和RxD上：逻辑1=-3V-15V 逻辑0=+3V+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V-15V 采用非平衡的电气连接方式，每个电路使用一根导线，收发两个方向共用一根信号地线,Confidential,UART,并行,TTL,0V,5V,RS-232 信号传输,收发器,D0,D7,0V,5V,RS-232,-12V,+12V,-12V,+12V,Tx,Rx,Confidential,RS-232 接口,信号定义：TXD、RXD、RTS、CTS、DTR、
4、DSR、DCD、RI、GND（Female/Male定义相反） 最高速率：115200bps,Confidential,RS-232 信号 典型应用: PC + 交叉电缆 + PC 短接DCD信号和DSR 信号，确保所有应用程序工作，比如架装服务器的控制台端口。,RS-232 连接类型 I,Confidential,RS-232 连接类型 II,RS-232 信号 典型应用: PC + 直连电缆 + Modem DCE 设备上的DCD信号一般用作输出信号,Confidential,串口信号,RS-232 RS-422/485,Confidential,RS-232 VS RS-422,RS-2
5、32通信距离短 RS-232通信速率低 提出RS-422定义了一种平衡通信接口，数据信号采用差分传输方式，它使用二对双绞线，将其中一对定义为A，另一对定义为B,Confidential,RS-422电气特性,发送驱动器A、B之间的电压差 正电平在+200mv+6V，是一个逻辑状态 负电平在-200mv-6V，是另一个逻辑状态,Confidential,RS-422信号,收、发端通过平衡双绞线将Txd+与Rxd+ 、Rxd-与Txd-对应相连 大于+200mV的电平时输出正逻辑电平 小于-200mV时输出负逻辑电平,Confidential,接线： 4 线全双工 优势 1. 抗干扰能力强 2.
6、传输距离长 (可达 1.2公里) 3. 支持点对点和多站通讯方式,RS-422 信号,Confidential,RS-422 拓扑结构 I,点对点,Tx+(B) Tx-(A) Rx+(B) Rx-(A),Rx+(B) Rx-(A) Tx+(B) Tx-(A),PLC,Confidential,RS-422 特性,RS-422传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到1200米（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、平衡传输方式，被命名为TIA/EIA-422-A标准。 平衡传输方式 长度：1200米 速度：10M 节
7、点：2、10(广播) 线缆类型：4线或8线(带握手信号)+GND,Confidential,RS-422 优势与不足,RS-422优势 传输距离远 传输速率高 不易受到干扰 RS-422不足 点对多点方式只能单向通讯,Confidential,RS485,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准 多点双向通讯能力 增加发送器的驱动能力和冲突保护特性 扩展了总线共模范围 命名为TIA/EIA-485-A标准 由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 平衡传输方式 长度：1200米 速度：10M 节点：32、25
8、6(加中继器) 线缆类型：2线+GND,Confidential,RS485信号定义,4-Wire TxDA(-) TxDB(+) RxDB(+) RxDA(-) GND 2-Wire DataB(+) DataA(-) GND,Confidential,RS-485 信号,RS-422的增强方式 与 RS-422兼容 接线 点对点 2 线半双工，菊链式连接 4 线全双工，菊链式连接,Confidential,RS-485 拓扑结构 I,点对点,PLC,Data+(B) Data-(A),Data+(B) Data-(A),120,终端电阻,Confidential,RS-485 拓扑结构 I
9、I,2 线半双工,Data+(B) Data-(A),120,PLC #1,PLC #2,PLC #31,Data+(B),Data+(B),Data+(B),Data+(B),Data-(A),最大1.2公里，32节点,Confidential,RS-485 拓扑结构 II,2 线半双工,Confidential,RS-485 拓扑结构 III,4 线全双工,Tx+(B) Tx-(A) Rx+(B) Rx-(A),120,Note: 1. Tx-(A) 2. Tx+(B) 3. Rx-(A) 4. Rx+(B),1,2,3,4,最大1.2公里，32节点,Confidential,RS-485
10、 拓扑结构 III,4 线全双工,Confidential,RS-232 & RS-422 & RS-485 比较,Confidential,接口保护,ESD Surge Isolation Protection,Confidential,ESD保护,ESD (Electro Static Discharge) 静电放电现象 ESD保护 即为静电放电保护,静电无处不在, 防为上策,Confidential,Surge Protection 浪涌保护,浪涌(Surge 也叫突波), 是超出正常工作电压的瞬间过电压.,1ms,2ms,5v,0,1000v,Confidential,Surge Pr
11、otection 浪涌保护,原理 因闪电、静电放电及其他形式产生的瞬间强电压，或周围磁场突变感应到信号连接线路的一种异常电压，在接口接收处加保护措施以防止设备內部元件烧坏. ESD vs. EFT ESD(静电保护)：这是一个发生在时间很短，但电压很高电流较小的异常情況 EFT(连续性恒定异常电压保护) : 这是一种受到一段恒定连续电压的干扰保护,电压不及ESD高,但時間較長.所以能量也很大.,Confidential,浪涌保护 vs ESD保护,Confidential,光电隔离保护,用光的方式把信号隔离开,发光器件,感光器件,Data,Data,光信号,光电隔离元件,PCB Board,C
12、onfidential,光电隔离保护 - Isolation Protection,原理 由于电线两端的地电压不同，长距离连接的通讯设备会因电压不匹配而造成损坏隔离保护会在线的两端使用光电隔离元件来保护两端的设备不被损坏 Surge Protection vs. Isolation Surge : 瞬间异常电压引起的损坏 Isolation : 两端共地不良,EMI及纹波干扰引起的损坏.,Confidential,光电隔离的作用,消除两端设备间因地电压差造成的放电,RS-485 2线,GND电平为 0V,PC的GND电平为 60V,光电隔离,1000m,Confidential,光电隔离的作用,隔离干扰信号,RS-485 2线,光电隔离,大功率电机,强电,
