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1、一、RS-2、R-22与RS45的由来 RS23、-22与RS-45都是串行数据接口原则,最初都是由电子工业协会（EIA)制定并发布的，S232在192年发布,命名为EI-232-，作为工业原则,以保证不同厂家产品之间的兼容。-42由RS-23发展而来,它是为弥补R-22之局限性而提出的。为改善S-232通信距离短、速率低的缺陷,R-42定义了一种平衡通信接口,将传播速率提高到10Mbs，传播距离延长到00英尺（速率低于100kb/时），并容许在一条平衡总线上连接最多0个接受器。R-22是一种单机发送、多机接受的单向、平衡传播规范,被命名为IA/EIA42原则。为扩展应用范畴,EA又于19年在
2、-4基本上制定了RS-原则,增长了多点、双向通信能力,即容许多种发送器连接到同一条总线上,同步增长了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范畴，后命名为TIA/EA-45-A原则。由于EA提出的建议原则都是以“RS”作为前缀,因此在通讯工业领域，仍然习惯将上述原则以R作前缀称谓。S-232、22与RS5原则只对接口的电气特性做出规定,而不波及接插件、电缆或合同,在此基本上顾客可以建立自己的高层通信合同。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信合同,或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的-2控制合同是有差别的，视频服务器上的控制合同则更多了，如Louth、
3、Odet合同是公开的，而PoIN则是基于Pr上的。 二、RS-232串行接口原则目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。S2被定义为一种在低速率串行通讯中增长通讯距离的单端原则。RS-232采用不平衡传播方式，即所谓单端通讯。 图1收、发端的数据信号是相对于信号地，如从DTE设备发出的数据在使用5连接器时是2脚相对7脚(信号地)的电平,B5各引脚定义参见图1。典型的S-32信号在正负电平之间摆动,在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+15V，负电平在-1V电平。当无数据传播时,线上为TTL，从开始传送数据到结束,线上电平从TL电平到S-22电平再返回TTL电平。接受器典
4、型的工作电平在+12V与-12。由于发送电平与接受电平的差仅为2至3V左右,因此其共模克制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为37k。因此R232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表1。 规定32R8工作方式单端差分差分节点数1收、1发发0收1发2收最大传播电缆长度0英尺40英尺400英尺最大传播速率20Kb/S0Mb0bs最大驱动输出电压+-5-25+6-7V+V驱动器输出信号电平(负载最小值)负载+-5V+/-5V+/2.0+/-1.5V驱动器输出信号电平（空载最
5、大值)空载/2V+/6V+-6V驱动器负载阻抗（)K0054摆率(最大值）3sN/A接受器输入电压范畴+15V-0V10V+12接受器输入门限/32m0mV接受器输入电阻（)K(最小)K驱动器共模电压-3+V-V3接受器共模电压7+7V+1表 三、RS-2与RS8串行接口原则 1.平衡传播 RS22、RS8与RS232不同样，数据信号采用差分传播方式,也称作平衡传播,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B，如图2。图一般状况下，发送驱动器A、之间的正电平在+26V，是一种逻辑状态,负电平在26V,是另一种逻辑状态。另有一种信号地C，在R-85中尚有一“使能”端,而在422中这是可
6、用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传播线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处在高阻状态，称作“第三态”,即它是有别于逻辑“”与“0”的第三态。接受器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB相应相连,当在收端AB之间有不小于00m的电平时,输出正逻辑电平,不不小于200mV时，输出负逻辑电平。接受器接受平衡线上的电平范畴一般在200V至V之间。参见图3。 图 2R-42电气规定R-42原则全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。图5是典型的-4四线接口。事实上尚有一根信号地线,共5根线。图是其DB9连接器引脚定义。由于接受器采用高
7、输入阻抗和发送驱动器比RS2更强的驱动能力,故容许在相似传播线上连接多种接受节点,最多可接1个节点。即一种主设备(Mastr)，其他为从设备（alve),从设备之间不能通信,因此-42支持点对多的双向通信。接受器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是04k+00(终接电阻）。S-42四线接口由于采用单独的发送和接受通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号互换均可以按软件方式(XOXO握手)或硬件方式（一对单独的双绞线)实现。 图4图RS-2的最大传播距离为0英尺(约121米),最大传播速率为1Ms。其平衡双绞线的长度与传播速率成反比，在10k/速率如下,才也许达到最大传播距离。只有在
8、很短的距离下才干获得最高速率传播。一般00米长的双绞线上所能获得的最大传播速率仅为1bs。 RS-42需要一终接电阻，规定其阻值约等于传播电缆的特性阻抗。在矩距离传播时可不需终接电阻,即一般在300米如下不需终接电阻。终接电阻接在传播电缆的最远端。 R422有关电气参数见表13R485电气规定由于RS-485是从S422基本上发展而来的，因此S-许多电气规定与S-42相仿。如都采用平衡传播方式、都需要在传播线上接终接电阻等。RS485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信,参见图。而采用四线连接时，与R-42同样只能实现点对多的通信，即只能有一种主(Master)设备,其他为从
9、设备,但它比S42有改善, 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到3个设备。参见图。图图RS-485与422的不同还在于其共模输出电压是不同的,R-5是-7至+1V之间，而RS-2在-7V至7V之间,RS48接受器最小输入阻抗为12k剑鳵S22是4k健;旧峡梢运礡S-8满足所有-42的规范,因此RS485的驱动器可以用在RS-42网络中应用。R-485有关电气规定参见表。 RS-485与S-42同样，其最大传播距离约为129米，最大传播速率为0Mb/s。平衡双绞线的长度与传播速率成反比，在0kb/s速率如下,才也许使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才干获得最高速率传播。一般100米长双
10、绞线最大传播速率仅为Mbs。 -45需要个终接电阻,其阻值规定等于传播电缆的特性阻抗。在矩距离传播时可不需终接电阻,即一般在300米如下不需终接电阻。终接电阻接在传播总线的两端。 四、RS42与R8的网络安装注意要点 S-42可支持10个节点,RS4支持2个节点,因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型构造,不支持环形或星形网络。在构建网络时,应注意如下几点： 1.采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。图所示为实际应用中常用的某些错误连接方式（a,c,e）和对的的连接方式（b,）。，c,e这
11、三种网络连接尽管不对的，在短距离、低速率仍也许正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，重要因素是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会导致信号质量下降。应注意总线特性阻抗的持续性，在阻抗不持续点就会发生信号的反射。下列几种状况易产生这种不持续性:总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。总之,应当提供一条单一、持续的信号通道作为总线。图 五、RS-42与R-485传播线上匹配的某些阐明 对R-42与RS-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。那么在什么状况下
12、不用考虑匹配呢？理论上,在每个接受数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在事实上难以掌握,美国IM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传播所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的R-48接口MX483输出信号的上升或下降时间最小为250s,典型双绞线上的信号传播速率约为0.m/ns(2AWG PC电缆)，那么只要数据速率在25kb/以内、电缆长度不超过1米,采用MA483作为R-85接口时就可以不加终端匹配。一般终端匹配采用终接
13、电阻措施,前文已有提及,RS-42在总线电缆的远端并接电阻,RS4则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。终接电阻一般在R2网络中取100,在R485网络中取2。相称于电缆特性阻抗的电阻,由于大多数双绞线电缆特性阻抗大概在100。这种匹配措施简朴有效，但有一种缺陷,匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。此外一种比较省电的匹配方式是RC匹配,如图。运用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 尚有一种采用二极管的匹配措施，如图0。这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它运用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善
14、信号质量的目的。节能效果明显。 图图0六、-2与RS5的接地问题电子系统接地是很重要的,但常常被忽视。接地解决不当往往会导致电子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。-2与R-85传播网络的接地同样也是很重要的,由于接地系统不合理睬影响整个网络的稳定性,特别是在工作环境比较恶劣和传播距离较远的状况下,对于接地的规定更为严格。否则接口损坏率较高。诸多状况下,连接RS-2、S485通信链路时只是简朴地用一对双绞线将各个接口的“A”、“”端连接起来。而忽视了信号地的连接，这种连接措施在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有下面二个因素: .共模干扰问题:正如前文已述,R-4与RS85接口均采用差分方式传播信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范畴，如R-422共模电压范畴为-，而R-485收发器共模电压
