Стандарт интерфейса последовательной связи

RS-232C, RS-422A и RS-485 - это коммуникационные стандарты EIA (Electronic Industries Association). Среди этих стандартов связи RS-232C широко используется в различных приложениях и даже в качестве стандартного оборудования на компьютерах, и часто используется. Используется для подключения к последовательным серверам или устройствам DTU. Обычно датчики и исполнительные устройства также оснащаются этими интерфейсами, многие из которых могут управляться с помощью последовательной связи. Ниже перечислены основные стандарты RS, которые широко используются:

● RS232

● RS422

● RS485

RS232

RS232 расшифровывается как Recommended Standard Number 232, Universal Interface for TIA/EIA-232-F. Интерфейс RS232 уже много лет является стандартом для соединения терминального оборудования для передачи данных (DCE) с терминальным оборудованием для передачи данных (DTE). На рынке представлены различные формы интерфейсов RS232. Однако, благодаря различным конструкциям и конфигурациям, они легко преобразуются в другие формы. Примерами таких интерфейсов являются RS 232'C', RS 232'D', RS 232 V.10, RS 232 V.28.

RS232 можно найти практически на каждом персональном компьютере:

RS232 - это полный стандарт, включающий в себя не только электрические, но и физические и механические характеристики. Такие как соединительное оборудование, контакты и названия сигналов. Интерфейс "точка-точка", RS232 способен поддерживать соответствующие расстояния на скоростях до 20 Кбит/с. Хотя в спецификации не указано, возможны скорости более 115,2 Кбит/с при условии, что соединение короткое и используется надлежащее заземление. Длина кабеля обычно составляет 30 футов, а при использовании кабеля с низкой емкостью возможна длина более 200 футов.

Шина RS232 - это несимметричная шина, обеспечивающая полнодуплексную связь между двумя парами приемник/передатчик, называемыми оконечным оборудованием данных (DTE) и оборудованием передачи данных (DCE). Каждый приемник имеет передающий сигнал, который соединяется с принимающим сигналом на другом конце. Поэтому между двумя сторонами существует разница в сшивке. Обычно персональный компьютер является DTE, а подключенное периферийное устройство - DCE.

Каждый передатчик посылает данные, изменяя напряжение на линии. Напряжение выше 3 В - это двоичные нули, а напряжение ниже -3 В - двоичные нули. Между этими напряжениями значение не определено. Для преобразования логических уровней (0 и 5 В) в эти уровни и обратно можно использовать микросхему преобразования RS-232, такую как 1488, 1489 или вездесущий MAX232.

Типичный интерфейс RS232 состоит из стартовых битов, битов данных, битов четности (если они есть) и стоповых битов. При обмене данными с ПК типичным форматом является 8 бит данных, без паритета и 1 стоповый бит (8N1). Также распространены семь битов данных, четные биты четности и один стоповый бит (7E1). Как показано на рисунке, стартовый бит обычно равен нулю, а стоповый - 1. Официальная спецификация не описывает какой-либо протокол связи, включая использование стартовых/стоповых битов.

RS422

RS422 соответствует стандарту TIA/EIA-422-B, RS485 - TIA/EIA-485-A. Оба интерфейса представляют собой сбалансированную витую пару со скоростью передачи данных до 10 Мбит/с и расстоянием до 1,2 км. Являясь дифференциальными шинами, каждая из них использует для передачи данных сигналы от 1,5 до 6 В. (Примечание: дифференциальная сбалансированная шина обеспечивает более высокую помехоустойчивость по сравнению с аналогичной односторонней несбалансированной шиной, такой как RS232).

Стандарт RS422 был введен для устранения недостатков RS-232C. К этим недостаткам относятся низкая скорость и передача данных на небольшие расстояния. В этом стандарте определены тактовая синхронизация и ее назначение. Примерами этого стандарта являются 9-контактный и 25-контактный разъемы D Sub.

Интерфейс RS422 - это многоточечный интерфейс, обеспечивающий одностороннюю связь от передатчика к нескольким приемникам по паре проводов, до 10 единиц нагрузки (UL). Если устройство, принимающее данные, хочет общаться с передатчиком, разработчик должен использовать отдельную выделенную шину между каждым приемником и передатчиком. (Поэтому RS422 редко используется между более чем двумя узлами.

RS485

Интерфейс RS485 представляет собой двунаправленную связь по паре проводов между несколькими приемопередатчиками. Согласно спецификации, шина может содержать до 32 приемопередатчиков UL. Многие производители выпускают дробные приемопередатчики UL, увеличивая максимальное количество устройств до более чем 100.

Стандарт RS485 был введен для устранения недостатков RS422. Недостаток RS422 заключается в том, что схема драйвера не может быть отключена. В стандарте RS 485 используется три логики состояния для отключения каждого передатчика в отдельности.

Интерфейсы RS422 и RS485 обычно используют тот же формат стартовый бит/данные/стоп-бит, что и RS232. Более того, существует несколько конвертеров, которые могут переходить от RS-232 к RS-485 и обратно. Но помните, что RS232 - это полнодуплексный интерфейс, а RS485 - полудуплексный.

Некоторые производители микроконтроллеров предлагают встроенные UART со специальной функциональностью RS485.

Преимущества последовательной передачи данных перед параллельной

Миф: Последовательные порты/шины медленнее параллельных портов/шин, потому что за единицу времени передается лишь небольшой объем данных. Даже тактовая частота последовательного порта/шины может быть выше тактовой частоты параллельного порта/шины и обеспечивать более высокую скорость передачи данных. Факторы, которые делают последовательную связь лучше параллельной, следующие:

● Не требуется синхронизация: Если используется не синхронизированный и асинхронный тип последовательной связи, то проблема рассогласования тактовых импульсов между каналами/каналами отсутствует.

● Требуется меньше места: Конфигурации с последовательной передачей данных требуют меньше места, поскольку при последовательном соединении требуется меньше кабелей. Наличие дополнительного пространства позволяет обеспечить хорошую изоляцию между каналами передачи данных и соседними компонентами связи.

● Отсутствие перекрестных помех: В близлежащем пространстве мало проводников. Поэтому вероятность перекрестных помех мала.

● Низкая стоимость: Последовательные каналы связи дешевле параллельных.

Ключевые слова: 4gdtu