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RS232通信接口电路的具体结构以及工作原理解析<串口服务器的工作原理图解视频>

RS232通信接口电路的具体结构以及工作原理解析

RS232标准是诞生于RS485之前的,但是RS232有几处不足的地方:

接口的信号电平值较高,达到十几 V,使用不当容易损坏接口芯片,电平标准也与TTL电平不兼容。

传输速率有局限,不可以过高,一般到一两百千比特每秒(Kb/s)就到极限了。

接口使用信号线和 GND 与其它设备形成共地模式的通信,这种共地模式传输容易产生干扰,并且抗干扰性能也比较弱。

传输距离有限,最多只能通信几十米。

通信的时候只能两点之间进行通信,不能够实现多机联网通信。

针对 RS232 接口的不足,就不断出现了一些新的接口标准,RS485 就是其中之一,它具备以下的特点:

采用差分信号。我们在讲 A/D 的时候,讲过差分信号输入的概念,同时也介绍了差分输入的好处,最大的优势是可以抑制共模干扰。尤其当工业现场环境比较复杂,干扰比较多时,采用差分方式可以有效的提高通信可靠性。RS485 采用两根通信线,通常用 A 和 B 或者 D+ 和 D- 来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为 +(0.2~6)V 表示,逻辑“0”以两线间的电压差为 -(0.2~6)V 来表示,是一种典型的差分通信。

RS485 通信速率快,最大传输速度可以达到 10 Mb/s 以上。

RS485 内部的物理结构,采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合,抗干扰能力也大大增加。

传输距离最远可以达到1200米左右,但是它的传输速率和传输距离是成反比的,只有在 100 Kb/s 以下的传输速度,才能达到最大的通信距离,如果需要传输更远距离可以使用中继。

可以在总线上进行联网实现多机通信,总线上允许挂多个收发器,从现有的 RS485 芯片来看,有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。

RS485 的接口非常简单,与 RS232 所使用的 MAX232 是类似的,只需要一个 RS485 转换器,就可以直接与单片机的 UART 串口连接起来,并且使用完全相同的异步串行通信协议。但是由于 RS485 是差分通信,因此接收数据和发送数据是不能同时进行的,也就是说它是一种半双工通信。那我们如何判断什么时候发送,什么时候接收呢?

RS485 转换芯片很多,这节课我们以典型的 MAX485 为例讲解 RS485 通信,如图18-1所示。

图18-1 MAX485 硬件接口

MAX485 是美信(Maxim)推出的一款常用 RS485 转换器。其中5脚和8脚是电源引脚;6脚和7脚就是 RS485 通信中的 A 和 B 两个引脚;1脚和4脚分别接到单片机的 RXD 和 TXD 引脚上,直接使用单片机 UART 进行数据接收和发送;2脚和3脚是方向引脚,其中2脚是低电平使能接收器,3脚是高电平使能输出驱动器,我们把这两个引脚连到一起,平时不发送数据的时候,保持这两个引脚是低电平,让 MAX485 处于接收状态,当需要发送数据的时候,把这个引脚拉高,发送数据,发送完毕后再拉低这个引脚就可以了。为了提高 RS485 的抗干扰能力,需要在靠近 MAX485 的 A 和 B 引脚之间并接一个电阻,这个电阻阻值从100欧到 1 K 都是可以。

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