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通信接口协议介绍

作者: 时间:2012-04-16 来源:网络 收藏
p; ③RS-485
为扩展应用范围,EIA在RS-422的基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向能力,通常在要求距离为几十米至上千米时,广泛采用RS-485收发器。
RS-485收发器采用平衡发送和差分接收,即在发送端,驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出;在接收端,接收器将差分信号变成TTL电平,因此具有抑制共模干扰的能力,加上接收器具有高的灵敏度,能检测低达200mV的电压,故数据传输可达千米以外。
RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。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。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连接多达32个设备,SIPEX公司新推出的SP485R最多可支持400个节点。
RS-485与RS-422的共模输出电压是不同的。RS-485共模输出电压在-7V至+12V之间, RS-422在-7V至+7V之间,RS-485接收器最小输入阻抗为12KΩ;RS-422是4kΩ;RS-485满足所有RS-422的规范,所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。但RS-422的驱动器并不完全适用于RS-485网络。
RS-485与RS-422一样,最大传输速率为10Mb/s。当波特率为1200bps时,最大传输距离理论上可达15千米。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。
RS-485需要2个终接电阻,接在传输总线的两端,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。
RS485是RS422的子集,只需要DATA+(D+)、DATA-(D-)两根线。RS485与RS422的不同之处在于RS422为全双工结构,即可以在接收数据的同时发送数据,而RS485为半双工结构,在同一时刻只能接收或发送数据。
RS485总线上也可以挂接多台设备,用于组网,实现点到多点及多点到多点的通信(多点到多点是指总线上所接的所有设备及上位机任意两台之间均能通信)。
连接在RS485总线上的设备也要求具有相同的通信协议,且地址不能相同。在不通信时,所有的设备处于接收状态,当需要发送数据时,串口才翻转为发送状态,以避免冲突。
为了抑制干扰,RS485总线常在最后一台设备之后接入一个120欧的电阻。
很多设备同时有RS485接口方式和RS422接口方式,常共用一个物理接口,见图1-8-14。图中,RS485的D+和D-与RS422的T+和T-共用。
操作方式 电平 差分 差分
最大传输速率 20kb/s(15m) 10Mb/s(12m)1Mb/s(120m)100kb/s(1200m) 10Mb/s(12m)1Mb/s(120m)100kb/s(1200m)
驱动器输出电压 无负载时 ±5V~±15V ±5V ±5V
有负载时 ±2V ±1.5V
驱动器负载阻抗 3kΩ~7kΩ 100Ω(min) 54Ω(min)
接收输入阻抗 3kΩ~7kΩ 4kΩ 12kΩ
接收器灵敏度 ±3V ±200mV ±200mV
工作方式 全双工 全双工 半双工
连接方式 点到点 点到多点 多点到多点
表1-8-2 RS232、RS422、RS-485接口性能比较
①数据传输速率高。USB标准接口传输速率为12Mbps,最新的USB2.0支持最高速率达480Mbps。同串行端口比,USB大约快1000倍;同并行端口比,USB端口大约快50%。
②数据传输可靠。USB总线控制协议要求在数据发送时含有3个描叙数据类型、发送方向和终止标志、USB设备地址的数据包。USB设备在发送数据时支持数据侦错和纠错功能,增强了数据传输的可靠性。
③同时挂接多个USB设备。USB可通过菊花链的形式同时挂接多个USB设备,理论上可达127个。
④USB接口能为设备供电。USB线缆中包含有两根电源线及两根数据线。耗电比较少的设备可以通过USB口直接取电。可通过USB口取电的设备又分低电量模式和高电量模式,前者最大可提供100毫安的电流,而后者则是500毫安。
⑤支持热插拔。在开机情况下,可以安全地连接或断开设备,达到真正的即插即用。
USB还具有一些新的特性,如:实时性(可以实现和一个设备之间有效的实时通信)、动态性(可以实现接口间的动态切换)、联合性(不同的而又有相近的特性的接口可以联合起来)、多能性(各个不同的接口可以使用不同的供电模式)。
对主要协议起补充作用的协议有五个,它们是通过TCP/IP提供的五个应用服务:文件传输协议(FTP)、远程登录协议(TELNET)、 简单邮件传输协议(SMTP)、域名服务(DNS)、简单网络管理协议(SNMP)和远程网络监测(RMON)等。另外超文本传输协议(HTTP)用于在Internet上为使用WWW浏览器进行访问的用户传输超文本标记语言文档,包括音频、图像、视频和图形文件。可以使用Ping应用程序对同一个网络上或者不同网络上的结点进行联系,确定对方是否连接并且可以进行响应。作为一个网络管理员,可以使用Ping另外一个结点来快速验证LAN或WAN连接是否正常工作。Traceroute(Tracert)应用程序使用户可以跟踪网络两点间的跳数。
上面介绍的编址称为IPv4,IPv4已经消耗尽了所有的地址。由于IPv4不能提供网络安全,也不能实施复杂的路由选项,如在QoS的水平上创建子网等,所以应用也受到了限制。同时,IPv4除了提供广播和多点传送编址外,并不具备多个选项来处理多种不同的多媒体应用程序,如流式视频或视频会议等。为适应I P的爆炸式应用,Internet工程任务组(IETF)开始了IPng(IP next generation)的初步开发。1996年,IPng的研究诞生了一种称为IPv6的新标准,IPv6具有128位编址能力。

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