通讯详解RS与PPT课件

1、串行通信与并行通信 串行通信：一个数据位一个数据位的挨着发送，数据位表示0或1第1页/共63页串行通信与并行通信 并行通信：一次发送8个数据位，也就是一个字节，第2页/共63页串行通信与并行通信第3页/共63页串行通信基本术语 串行通信方式 Ascii码 波特率、校验位、数据位、停止位 同步通信与异步通信 DTE与DCE RS-232 RS-485 RS-422第4页/共63页串行通信方式 单工方式 半双工方式 全双工方式第5页/共63页ASCII码 ASCII： American Standard Code for Information Interchange 美国信息互换标准代码； 基于

2、拉丁字母的一套电脑编码系统； 主要用于显示现代英语和其他西欧语言； 现今最通用的单字节编码系统；第6页/共63页ASCII码 ASCII码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或256种可能的字符； 031及127(共33个)：控制字符或通信专用字符，如8、9、10 和13 分别转换为退格、制表、换行和回车字符； 4857为0到9十个阿拉伯数字； 6590为26个大写英文字母； 97122号为26个小写英文字母； 其余为一些标点符号、运算符号等； 标准ASCII表！第7页/共63页ASCII码 标准ASCII表！第8页/共63页波特率、校验位、数据位、停止位波特率、校验位、数据位、停止位

3、 波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/秒（b/s）表示，也称为数据位率； 数据位：一般为5、6、7、8； 校验位：在数据位后，起到纠错的作用，有None/Even/Odd/Mark/Space几种； 停止位：表示数据传输完成，长度为1、1.5、2；起始位起始位12345678校验位校验位停止位停止位第9页/共63页奇偶校验 奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”的个数为奇数，如： 1 0110，0101 0 0110，0001 偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”的个数为偶数，如： 1 0100，0101 0 0100，0001第10页/共

4、63页11同步通信与异步通信同步通信与异步通信 异步串行通信第11页/共63页12同步通信与异步通信同步通信与异步通信 同步串行通信：同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步；第12页/共63页13同步通信与异步通信同步通信与异步通信 异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加23位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。 同步通信的特点：是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。 第13页/共63页14DTE与与D

5、CE DTE：数据终端设备，例：PC，terminal Data Terminal Equipment DCE：数据通信设备，例：Modem Data Communication EquipmentDTE与DCE通信一般使用RS-232/422/485，DCE与DSE通信则会使用双绞线、同轴电缆、光纤或无线第14页/共63页15RS-232 美国电子工业联合会（EIA）与BELL等公司于1962年发布； RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准，其中EIA 代表美国电子工业协会，RS代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有

6、RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。它适合于数据传输速率在019200b/s范围内的通信。第15页/共63页16计算机及微控器232接口图片：第16页/共63页RS232协议电气特性EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定：在TXD和RXD上：逻辑1 表示电压范围为 -3V至-15V 逻辑0 表示电压范围为 +3V至+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效 表示电压范围为 +3V至+15V信号无效 表示电压范围为 -3V至-15V第17页/共63页18RS232基本工作原理第18页/共63页RS

7、232协议机械特性 由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。 常用的是 DB-25和 DB-9两种连接器：第19页/共63页25针数据口与9针第20页/共63页DB-9信号脚说明第21页/共63页DB-9信号脚说明第22页/共63页常用9信号介绍1.联络控制信号线：DSR：Data set ready，数据装置准备好，表示MODEM处于可以使用的状态。DTR：Data Terminal ready，数据终端准备好，表示数据终端可以使用。RTS：Request to send，请求发送，用来表示DTE请求D

8、CE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。第23页/共63页常用9信号介绍CTS：Clear to send，允许发送，用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。DCD：Data Carrier dectection，接收线信号检出，用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的 MODEM送来的载波信号时，使RLSD

9、信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。第24页/共63页常用9信号介绍BELL：振铃指示，当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。2 数据发送与接收TxD：Transmitted data，发送数据，通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTEDCE)。RxD：Received data，接收数据，通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCEDTE)。3 地线GND第25页/共63页计算机串口通信常用连接最简连接简单连接完全连接第26页/共63页RS23

10、2的缺点 传输速率较低，在异步传输时，波特率为19200bps 接口使用一根信号发送线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱； 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右； 只能进行点对点传输，不便于成网控制；第27页/共63页RS-485 电子工业协会（EIA）于1983 年制订并发布RS-485 标准，并经通讯工业协会（TIA）修订后命名为TIA/EIA-485-A。 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。 第28页/共63页RS-485工作原理 采

11、用差分传输方式，也称作平衡传输； 使用一对双绞线，一线定义为A，另一线定义为B； A、B线之间电平在+2+6V，为逻辑“0”； A、B线之间电平在-2-6V，为逻辑“1”；第29页/共63页RS-485工作原理 “差分传输方式”能有效提高抗干扰能力！ 无干扰：（DT）=(D+)-(D-) 有干扰：（DT）=(D+)+Noise-(D-)+Noise =(D+)-(D-)第30页/共63页双屏蔽双绞线型号：RVSP2*0.5型号：RVSP4*0.5第31页/共63页RS-485通信线错误示范型号：RVV0.5*2型号：网线型号：RVVP0.5*2第32页/共63页RS-485连接方式 RS485

12、工业总线标准要求各设备之间采用链条式连接方式，两头必须接有120终端电阻。第33页/共63页RS-485连接方式 网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。 A、B、C为错误连接方式 D、E、F为正确连接方式 注意： 总线的不同区段采用了不同电缆； 各分支引出线过长； 不接终端电阻（120欧） 尽量远离动力线，尤其避免平行走线； 单独走镀锌线管。第34页/共63页RS-485终端电阻 在通信过程中，有两种情况会导致信号反射：阻抗不连续阻抗不匹配 解决办法：在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续；普通双绞线的特性阻抗为120欧，所以终端电阻一般

13、选择120欧。 在设备少距离短的情况下可不加终端电阻(小于300米)；第35页/共63页RS-485网络通信距离 当使用0.5m双绞线作为通讯电缆时，根据波特率的不同，最大传输距离理论值如下：波特率最大传输距离2400BPS1800米4800BPS1200米9600BPS800米第36页/共63页RS-485网络通信距离 通讯距离与速率的关系： 通信电缆不只有电阻，还有分布电容和分布电感； RS-485通讯中的脉冲信号可以认为是交流信号； 分布电容和分布电感对交流信号起阻抗作用； 随频率增加影响增强。 通讯距离越长，信号的衰减和波形的变形、延迟、反射干扰越大，要保证传输信号的可靠，就要降低通信

14、波特率。第37页/共63页RS-485网络接地 消除共模干扰： 485收发器共模电压范围为-7 12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。 消除EMI： 发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。第38页/共63页RS-485现场应用注意事项 485+和485-数据线一定要互为双绞，最好是双屏蔽； 485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接； 设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接

15、地良好。接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。 为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起。第39页/共63页RS-485网络的组态规模 RS-485网络构成： 一个主站 不多于31个从站 轮询机制第40页/共63页常见RS-485工控产品 RS-232/RS-485转换模块第41页/共63页常见RS-485工控产品 电脑扩展卡第42页/共63页常见RS-485工控产品 RS-485光纤Modem第43页/共63页常见RS-485工控产品 RS-485 HUB第44页/共63页RS-485以太网服务器第45页/共63页RS-485/Wifi转换模块第46页/共63页RS-485数据传输

16、电台第47页/共63页RS-485/GPRS/3G接入模块第48页/共63页RS-485/ZigBee转换器第49页/共63页RS-422 RS422（EIARS422AStandard）是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。 RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。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。 长度：4000英尺 速度：10M 节点：2、10(广播) 线缆类型：4线或8线(带流控信号)+GND第50页/共63页RS-422 RS485与RS422的区别是什么? 使用中，48

17、5是半双工，线；422是全双工，4线。 多数转换模块和仪表同时支持这两种方式，而且多数422也只用了半双工。 422的SDA、RDA并起来，连接485的A； 422的SDB、RDB并起来，连接485的B，这样422做485半双工2线用。第51页/共63页2021-11-18接线对比第52页/共63页RS232RS232与与RS485RS485的区别的区别让我向你一一说清楚吧！第53页/共63页RS232RS232与与RS485RS485的区别的区别 RS232接口连接器使用型号为DB-25的25芯插头座。一些设备与PC机连接的RS-232接口,因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“

18、发送数据”、“接收数据”和“信号地” 。所以采DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。 DB-9的9芯插头座第54页/共63页RS232RS232与与RS485RS485的区别的区别 RS485无具体的物理形状，根据工程的实际情况而采用的接口。第55页/共63页RS232RS232与与RS485RS485的区别的区别 接口的信号电平值较高(信号“1”为“-3V至-15V”,信号“0”为“3至15V”)，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平(0“2.0V”)不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 抗干扰能力差。 信号地15V5V3V-15V-5V-3V信号“”信号“”传输信号

19、地15V5V3V-15V-5V-3V干扰信号两信号叠加信号地15V5V3V-15V-5V-3V信号“”信号“”被干扰的传输信号,红色区域出现了无法识别的电压信号。01011010#1#01111干扰之前与干扰之后的信号对比注：#代表无法识别第56页/共63页RS232RS232与与RS485RS485的区别的区别 逻辑“1”以两线间的电压差为+（26） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）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。 抗干扰能力强。05V2V-2VA线电压信号06V2V-6V-2VA、B两线电压差信号信号“1”信号“0”05V2VB线电压信号A线电压-B线电压共模干扰信号