第4章 通用串口端口数据通信

第4章 通用串行端口数据通信工业网络技术

工业控制网络(现场总线)主讲教师：张士磊 15837306024河南机电高等专科学校罗克韦尔自动化实验室

第4章 通用串行端口数据通信工业网络技术

本章主要内容4.1 RS232接口

4.2 RS422/485接口4.3 USB技术

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4.1 RS232接口工业网络技术

RS-232D 接口 RS-232串行通信接口，是计算机系统中最常见的标准接口， 最常用的方法： PC机与MODEM PC机与鼠标之间 不仅如此，利用RS-232C接口还可以连接多种设备，它是连 接数据通信设备(DCE)与数据终端设备(DTE)之间的串行通信 标准总线。 EIA-232D 接口美国电子工业协会EIA制订的物理接口标准， 也是目前数据通信中应用最广泛的一种标准。前身是RS-232-C物 理接口标准。

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4.1 RS232接口工业网络技术

机械特性 DB25连接器 DB9连接器PGND SGND DTR CD RXD DSR RTS CTS TXD RI 14 2 15 3 16 4 17 5 18 6 19 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 25 13

CD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI SGND

1 6 2 7 3 8 4 9 5

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4.1 RS232接口工业网络技术

电气特性 EIA-232-D电气特性采用负逻辑。 -5~-15V,表示逻辑“1”; +5~+15V,表示逻辑“0”。 EIA-232-D的逻辑电平与TTL电平不兼容，必须进行电平转换。

非平衡电气连接方式

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4.1 RS232接口工业网络技术

电气特性 发送 端 噪声干扰 接收 端

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4.1 RS232接口工业网络技术

接口特性

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4.1 RS232接口工业网络技术

近距离通信

最简接线(3线制) 标准接线 (7线制)

最简接线： 无硬件握手方式

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4.1 RS232接口工业网络技术

近距离通信

标准接线： 全握手方式

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

1.RS-423A接口 RS-423A接口是为克服RS-232C接口抗干扰能力 差而设计，RS-423A接口采用了单端发送、双端接收 的传送方式，如图所示。数据输入 发送器 接收器 信号公用线 信号线 数据输出

图 3-6 RS-423A 数据传送

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

2.RS-422A接口 RS-422A接口采用双端发送双端接受的传送方式。

平衡发送器 A M C3487 RS—422 电平 A´

差动接收器 M C3486

B

B´

图 3-7 RS-422A 数据传送

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

3.RS-485接

口 RS-485接口也是采用双端发送双端接受的传送方 式。它与RS-422A接口是兼容的，是RS-422A的简化， 但是它的线路中可以有多个发送器，每个发送器可以 驱动多个负载设备，在传送的两端都要配备平衡电阻。 利用RS-485接口，可以在传输中实现多个发送器和 多个接收器共用一条线路(1对),组成一个485网络， 但只能实现半双工的双向通信，这足以满足大多数工 业控制网络的要求。

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

EIA-485与EIA-232 EIA-232最大传输距离15m,最大传输速率 19.2Kbps,最多2个节点。 EIA-485最大传输距离1200m,最大传输速率 10Mbps,最多32个节点。 EIA-485更适合工业通讯。

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

EIA-485电气特性 EIA-485-D电气特性采用正逻辑。 +2~+6V,表示逻辑“1” -2~-6V,表示逻辑“0”。 接口信号电平比EIA-232-D降低了，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。

平衡差分电路，能够抑制噪声。

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

EIA-485电气特性 RS485的信号发送端会先分解成正负的两条线路；当到达接收端 后，再将信号相减还原成原来的信号。 这种方式可以有效的抑制噪声，适用于工业数据通讯。 发送端信号：

DT=(D+)-(D-)DT:发送端原始信号；D+、D-:差分后信号。 如果无噪声干扰，接收端信号：

DR=(D+)-(D-) = DT

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4.2 RS422/485接口工业网络技术

EIA-485电气特性 如果存在噪声干扰，传输线上信号电压分别成为 (D+)+Noise和(D-)+Noise; 如果接收端接收此信号，并计算电压差：

DR=[(D+)+Noise]-[(D-)+Noise]=(D+)-(D-)=DT 与发送端信号相同

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