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学习认识串行接口

时间:2018-07-25 16:14:55      阅读:164      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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串行接口简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口 (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送,其特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线),从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢。

目前串口多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。

串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,不涉及接插件、电缆或协议。

 

RS-232

 一个对通讯接口的硬件描述,也称标准串口,最常用的一种串行通讯接口,它的全名是“  数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”,既可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接,是全双工的通讯方式。
 
RS-232的电气特性:
     (1)、RS232使用-12V表示逻辑1,12V表示逻辑0,全双工,最少3条通信线(RX,TX,GND)。
     (2)、通讯传输速率最高为20Kbps。
     (3)、.RS-232的电气接口电路采取的是不平衡传输方式,即所谓单端通讯,其发送电平与接收电平的差只有2~3V,
                      所以共模抑制能力较差,容易受到共地噪声和外部干扰的影响。            
    (4)、因为使用绝对电压表示逻辑,由于干扰,导线电阻等原因,通讯距离不远,全速20米以内,低速时几十米。
      (5)、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3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信
 
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RS-422

 一个对通讯接口的硬件描述,它需要四根通讯线,实际上还有一根信号地线,共5根线。既可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接,是全双工的通讯方式。
 
RSS-422的电气特性:
    (1)、.采用差分信号负逻辑,逻辑"0”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑"1"以两线间的电压差为-(2~6)V表示。接口信号电平比RS-232降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。
    (2)、.最高速率10Mbps.
    (3)、RS-422接口是采用平衡驱动和差分接收的组合,抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。
    (4)、传输距离为1200米,由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其余为从设备(Slave),从设备之间不能通信,
    (5)、RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。
 
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RS-485

  一个对通讯接口的硬件描述 ,是从RS-422基础上发展而来的,采用平衡传输方式。RS-485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,而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(Master)设备,其余为从设备,但它比RS-422有改进,无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。这种数据传输的连接,是半双工的通讯方式。在某一个时刻,一个设备只能进行发送数据或接收数据。
 
RS-485是继承RS-422的电气特性所不同的是:
    (1)、RS-422需要四根线(严格来说是五根线一根地线)RS-485只需要二根线。
    (2)、.RS-422是全双工的四根线可同时收与发而RS-485是半双工的不能同时收与发。
    (3)、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。平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。 
 
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USB

    USB是一种连接外部设备串行汇流排标准也是常用的pc接口,它只有4根线,两根电源线两根信号线。
USB设备主要具有以下优点:
(1)、可以热插拔。就是用户在使用外接设备时,不需要关机再开机等动作,而是在电脑工作时,直接将USB插上使用。
(2)、携带方便、标准统一取代了并行通讯接口。
(3)、传输快,USB2.0传输速率达到了480Mbps,USB3.0更高。
(4)、可以连接多个设备。最高可连接至127个设备。
(5)、USB接口输出电压为+5V可以与大多数民用和工业设备相匹配。在数字电视、高清打印机、移动终端、工业控制设备上应用广泛。
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