第6章 总线接口

RS-232C接口接头以D型25引脚的连接座与外界相连，引脚和信号的对应关系：
4、RS-422串行通信接口
RS-422由RS-232发展而来。 （1）主要改进了RS-232通信距离短、速度低的缺 点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提 高到10Mb/s,允许在一条平衡总线上连接最多10个接 收器；
C：校验位
8位字节中，必有寄数个或偶数个的状态“1”。 说明：
校验位的产生和检查是由串行通信控制器内部自 动产生的；
通信控制器还自动加上停止位，用来指明欲传送 字符的结束；
对接收器，若未能检测到停止位则意味着传送过 程发生了错误；（停止位根据计算机种类选取： 1、1.5或2个位）
2）同步通信方式
RS-232C所用的驱动芯片电压位+-12V。由于传 输线的连接状态及接收端负载阻抗的影响，均会造 成电压的下降，仍不得低于+-5V。
数据信号采用负逻辑： +12v电压经接收端---->判为逻辑“0”；（+3~+15） -12v电压经过接收端---->判为逻辑“1” ；（-3~-15v)
TTL标准与RS-232C标准之间的电平转换电路利用集 成芯片RS232实现：
（8）RS-422需要终 接电阻，要求其组织约等于 传输电缆的特性阻抗；在短距离传输时可不需终接 电阻（在300m以下不需要终接电阻）。终接电阻 接在传输电缆的最远端。
4、RS-485串行总线接口
为扩展应用，EIA在RS-422基础上制定了RS-485 标准--->增加了多点、双向通信能力； （通信距离：几十米至上千米时，广泛采用RS-485收 发器）
5）字符数据发送完成后，接着发送一个奇偶校验 位，进行错误检测。
6）最后，发送至少一个停止位“1”，以区分下一 个字符的起始位“0”。
以上的一串数据称为一帧，一帧数据的各位代 码间的时间间隔时固定的，而相邻两帧的数据其 时间间隔时不固定的。
异步通信时字符时一帧一帧传送，每帧字符的传送 靠起始位来同步，在异步通信的数据传送中，传输 线上允许空字符。
异步通信的检验位只能用于检测错误，无法对 错误进行修正操作，而且对偶数个错误位的产生也 无法检测出来。
同步通信中含有一种所谓的“冗余”字符，能够 具有较高的错误防止率。“冗余”字符的含义：假设 欲传送的数据位当做一被除数，而发送器本身产生 一固定的除数，将前者除以后者所得的余数即为该 “冗余”字符。
（3）RS-485与RS-422的共模输出电压不同； RS-485共模输出电压在-7V~+12V之间； RS-422在-7V~+7V之间； RS-485接收器最小输入阻抗为：12KΩ； RS-422是4KΩ； RS-485满足RS-422的规范，其可在RS-422网络 中应用。（反过来不行）
（4）RS-485与RS-422一样，最大传输速率为 10Mb/s。
1-1）串行数据传送模式
数据通信方式：并行通信和串行通信。 近距离传输时，通常采用并行通信方式；（计 算机内部总线） 远距离传输时，通常采用串行通信方式。 三种通信模式： A：单工模式：数据单一方向传播 B：半双工模式：双向但不能同时传播 C：全双工模式：双向同时传播
2）串行通信方式
串行通信在信息格式的约定上可以分为两种方式： 同步通信和异步通信。 2-1）异步通信方式
当数据位和“冗余”字符位一起传送到接收器时 ，接收器产生和发送器相同的除数，如此即可检查 出数据在传送过程中是否发生了错误。
3、RS-232C串行接口
RS-232C是由美国电子工业协会EIA于1969年 制定并采用的一种串行通信接口标准，目前，已经 发展成为一种国际通用的串行通信接口标准。 （1）RS-232C接口规格
异步传输把每一个字符当做独立的信息来传送， 并按照一固定且预定的时序传送，但在字符之间却 取决于字符与字符的任意时序。
异步通信传送一个完整的字符：包含一个起始位、 待传送的字符、校验位和停止位。
基本处理过程
1）字符传送，按照低地址位优先的顺序，例如： 传送时，从D0到D7逐个传送
。 2）为使接收器能事先知道开始传送，串行通信数 据线在无数据传送时都固定保持在一个状态上，即 ：空闲状态。 3）开始传送时，需要发送一个与空向高地址位顺 序逐个发送。
异步通信方式，由于额外添加了起始位、停止位 ，实际的使用率偏低。
同步通信方式不仅在字符的本身之间是同步的， 而且在字符与字符之间的时序也是同步的，即：同 步方式是将许多的字符聚集成一字符块后，在每块 信息之前加上1~2个同步字符，字符块之后再加入 适当的错误检测数据才传送出去。
同步通信时，在传输线上没有字符传输时，要发 送专用的“空闲”字符或同步字符。（同步传输字符 必须连续传输，不允许有间隙）
RS-485收发器：平衡发送、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，具有抑制 共模干扰的能力；
特性：
（1）RS-485电气规定与RS-422类似，都采用平 衡传输方式，都需要在传输线上接终端电阻； （2）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通信； 四线制：与RS-422一样只能实现点对多的通信； （即：只能有一个主设备、其余为从设备，改进的 地方是可连接多达32个设备）
（2）RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、 平衡传输规范；
（3）RS-422的数据信号采用差分传输方式（平衡 传输）；
（4）RS-422使用一对双绞线进行数据传输；
（5）RS-422采用高输入阻抗并且发送驱动器 具有比RS-232更强的驱动能力，允许在相同传输 线上连接多个接收节点，最多位10个节点（一个主 设备、其余为从设备，从设备之间不能通信，RS422具有点对多的双向通信）；
（6）RS-485需要两个终端电阻，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。
在短距离传输时可不需终端电阻（300m以下不需 要终端电阻）
2-2）异步通信必须遵循的规定
A：字符的格式 每个字符传送时，前面必须加一个起始位，后面 加上校验位和1、1.5或2位停止位。 例如：ASCII码传送时，一帧： 前面1个起始位，接着7位ASCII编码、再接着奇 偶校验位、最后一位停止位，共10位。
B：波特率
即数据位的传输速率，用位/秒（bit/s)表示，称 之为波特。 例如：数据传送的速率位120字符/秒，每帧包括 10个数据位，则传送波特率为： 10×120=1200b/s=1200波特 异步通信的波特率的值：150、300、600、 1200、2400、4800、9600、14400、28800 等。（数值成倍数变动，基于基准时序进行二次 方分频的的结果）
《嵌入式系统工程师培训》之
总线接口
1、串行接口基本原理与结构
1）串行通信 串行通信：即数据一位一位地传输而实现的通信。 实际使用时，通过一对导线传送信息，构造全双工
通信模式。在传输中，每一位数据都占据一个固定的 时间长度。 特点：与并行通信相比，串行通信具有传输线少、成 本低的特点，适合于远距离传送。 缺点：速度慢，与并行通信相比慢了至少整数倍（由 通信线路多少决定）
（6）RS-422四线接口由于采用单独的发送和 接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任 何必需的信号交换均可以按软件方式（握手）或硬 件方式（一对单独的双绞线）实现；
（7）RS-422的最大传输距离位4000英尺（ 约1219m
),最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度 与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能 达到最大传输距离。