GPIO实现高可靠性RS485／422通信的研究
RS-232、RS422和RS-485的区别和各自的实现方式
RS-232、RS422和RS-485的区别和各自的实现方式一、殊途同归RS-232、RS422和RS-485 均属于UART是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，仅用两根信号线（Rx 和Tx）就可以完成通信过程；而由于各自使用的电平有所不同，因此由UART转换为RS-232、RS422或RS-485时，需要经过一个SP3232E、SP3485（或则其他转换芯片）。
需要注意的是：RS-232、RS-422、RS-485 它们仅是关于UART 通讯的一个机械和电气接口标准，因此把RS-232、RS-422、RS-485 称为通讯协议,这是很不应该的（顶多是网络协议中的物理层面）。
二、RS-232接口RS-232是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。
RS-232 一般只使用RXD（2）、TXD（3）、GND（5）三条线；硬件原理首先涉及到了电平的变化，UART使用的芯片自身输出的电压；然后由UART的两条信号线 TX和RX转换为RX-232的 TX和RX;RX-232接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。
接口使用一根信号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。
RS-232接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。
于是，为了解决这个问题，一个新的标准RS-485产生了。
三、RS-422和RS485RS-485的数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线；RS-422 的电气性能与RS-485完全一样。
主要的区别在于：****RS-422 有4 根信号线：两根发送、两根接收。
RS485通讯实验
RS485通讯实验与CAN 类似，RS-485 是一种工业控制环境中常用的通讯协议，它具有抗干扰能力强、传输距离远的特点。
RS-485 通讯协议由RS-232 协议改进而来，协议层不变，只是改进了物理层，因而保留了串口通讯协议应用简单的特点。
RS-485 协议主要是把RS-232 的信号改进成差分信号，从而大大提高了抗干扰特性。
对比CAN 通讯网络，可发现它们的网络结构组成是类似的，每个节点都是由一个通讯控制器和一个收发器组成，在RS-485 通讯网络中，节点中的串口控制器使用RX 与TX 信号线连接到收发器上，而收发器通过差分线连接到网络总线，串口控制器与收发器之间一般使用TTL 信号传输，收发器与总线则使用差分信号来传输。
发送数据时，串口控制器的TX 信号经过收发器转换成差分信号传输到总线上，而接收数据时，收发器把总线上的差分信号转化成TTL 信号通过RX引脚传输到串口控制器中。
RS-485 通讯网络的最大传输距离可达1200 米，总线上可挂载128 个通讯节点，而由于RS-485 网络只有一对差分信号线，它使用差分信号来表达逻辑，当AB 两线间的电压差为-6V~-2V 时表示逻辑1，当电压差为+2V~+6V 表示逻辑0，在同一时刻只能表达一个信号，所以它的通讯是半双工形式的。
RS-485 与RS-232 的差异只体现在物理层上，它们的协议层是相同的，也是使用串口数据包的形式传输数据。
由于RS-485 与RS-232 的协议层没有区别，进行通讯时，我们同样是使用STM32 的USART 外设作为通讯节点中的串口控制器，再外接一个RS-485 收发器芯片把USART 外设的TTL 电平信号转化成RS-485 的差分信号即可。
RS-485—双机通讯实验本小节演示如何使用STM32 的USART 控制器与MAX485 收发器，在两个设备之间使用RS-485协议进行通讯，本实验中使用了两个实验板，无法像CAN 实验那样使用回环测试(把STM32USART 外设的TXD 引脚使用杜邦线连接到RXD 引脚可进行自收发测试，不过这样的通讯不经过RS-485 收发器，跟普通TTL 串口实验没有区别)，本教程主要以“USART—485 通讯”工程进行讲解。
采用多种软硬件措施来提高可靠性的RS422通信接口
采用多种软硬件措施来提高可靠性的RS422通信接口1 引言现代工业测控系统中，系统之间以及系统内部经常需要进行数据通信。
通信分无线和有线两种方式，由于无线通信的可靠性不及有线通信，因此在工业环境中一般选用有线通信。
对于有线通信既可以采用并行数据总线方式进行，也可以采用串行数据总线方式来进行，不同的总线适合不同的应用环境。
一般我们在设计接口方案的时候，总是在满足系统需求的前提下选择成熟稳定可靠且易于实现接口方案。
在我们开发的分布式监测系统中，传感器节点需要尽可能将信号无失真稳定可靠得传输到接入节点。
从通信的可靠性考虑我们放弃了布点灵活方便的无线通信方式，选择了有线通信。
考虑到实际的应用情况，传感器需要分布在监测范围的各个角落，各个传感器与接入节点直接的通信距离不一，从几米到上百米均有可能。
如果传感器和接入节点直接选用模拟信号直接传输的方式，对于那些传输距离远的传感器节点，其信号衰减会很严重，信噪比会降低很多，同时传输过程中也会引入干扰，因此传感器节点需要将采集到的信号数字化，然后通过数字接口将信号发送出去。
由于数字信号抗干扰性强，可以无失真的传输，因此信号失真只存在传感器对其数字化的过程中。
有线数字通信的方式比较多，如果采用并行数据总线，那么传感器节点和接入节点之间的连线数量会较串行总线大大增加，会给布点带来不便和增加成本，因此在工程上长距离通信时一般都采用串行通信。
由于分布式监测系统中传感器节点和接入节点之间的通信对传输距离有一定要求，对可靠性要求高，但对通信速率要求不高，最后我们选用了实现简单、抗干扰性强、通信距离远的RS422接口。
虽然RS422采用的是差分传输方式，抗干扰能力强，但如果只是简单的采用一般的设计方案，在温湿度及电磁环境十分恶劣的工业环境下仍会出现接口故障甚至损坏，因此有必要从软硬件上面引入更多的抗干扰、保护、侦错等措施来提高接口的可靠性。
2 RS422 标准及分布式监测系统介绍RS422是一种在工程中广泛使用的接口标准，它采用差分传输方式，也称为平衡传输，标准全称是平衡电压数字接口电路的电气特性。
浅谈串口通信（232，485，422）以及常见问题，心得体会等
浅谈串口通信（232，485，422）以及常见问题，心得体会等启程自动化务实+靠谱的自动化培训服务提供商•培训项目：PLC 系统集成+运动控制+机器人+机器视觉提供专业的自动化项目实施系统集成项目服务浅谈串口通信（232，485，422）以及常见问题，心得体会等【工控圈】下面先讲一讲串口通信的一些基本概念，术语。
如果对串口通信比较熟悉的，就当复习复习，如果哪里讲错或不到位，也可以及时指出，当作一块交流交流。
这里并不对串口的编程作讲解，主要是从应用的角度去讲一讲。
因为更多的时候，都是产品做好了，比如触摸屏需要和控制器，PLC 通信。
理想的情况下，一般只要一上电，不需要太多的操作和配置，就可以通信上。
在这里罗列了一些问题，待会对这些问题讲一讲，看是否有类似的情况，也许可以一起交流分享。
1 电脑使用USB转串口可以和设备通信上，换成屏与设备就通信不上了。
2 这A家的屏可以和设备通信，换成B家的屏就通信不上了。
3 以前不接地线可以通信，换个设备为什么需要接地线了。
4 一个设备是232，另一个设备是422，没有转换设备，怎么办。
（232与422互转的简单方法）5 用232通信没问题，用485通信没问题，使用232转485之后就通信不稳定。
6 485单独接每个设备都通信正常，多个从站接一块通信就不稳定。
7 要想实现两个屏或两个主站通过485访问modbus设备，有什么好的办法。
8 针对串口通信的弱点，在使用上应该要注意哪些地方。
当然有可能实际遇到的还不只是这些问题，可能还有一些意想不到的问题，如果你还遇到过什么奇葩奇怪的问题，也可以留言，一块交流探讨，一定会知无不言，言而无尽。
要回答和解决以上这些问题，还需要先了解一下什么是串口通信，232，485，422等。
什么是串口通信常见的串口通信一般是指异步串行通信。
这里就要说一下同步和异步的区别了。
算了，还是先讲一下串行通信的概念。
那么，与串行通信相对的是什么呢。
rs422 rs485技术标准
一、起源和发展RS422和RS485是两种数字通信接口标准，它们分别由电子工业协会（EIA）制定。
RS422标准最早在1976年发布，而RS485标准则是在1983年发布的。
这两种标准在工业控制和数据采集系统中被广泛应用，因为它们能够提供可靠的长距离通信和抗干扰能力。
二、RS422技术特点1. RS422使用差分信号传输，能够在2000米的距离内实现数据传输，因此适用于需要远距离通信的场合。
2. RS422支持全双工通信，即可以同时进行发送和接收操作，这使得它可以在工业控制系统中进行可靠的数据传输。
3. RS422能够同时连接多个设备，因此在多点通信的场合下具有优势。
4. RS422的传输速率可以达到10Mbps，足够满足工业控制系统对高速数据传输的需求。
三、RS485技术特点1. RS485同样使用差分信号传输，能够在1200米的距离内进行数据传输，因此也适用于远距离通信的场合。
2. RS485同样支持全双工通信，因此在工业控制系统中同样具有可靠的数据传输能力。
3. RS485同样能够同时连接多个设备，因此也适用于多点通信的场合。
4. RS485的传输速率可以达到10Mbps，与RS422相比并无明显差异，同样足够满足工业控制系统对高速数据传输的需求。
四、RS422和RS485的比较1. RS422和RS485在通信距离和传输速率上几乎没有明显差异，都能够满足工业控制系统的需求。
2. RS422和RS485相比RS232更具抗干扰能力，因此更适用于工业环境中的数据传输。
3. RS485在多点通信的场合下具有优势，适用于多个设备同时进行通信的情况。
4. RS422和RS485的最大区别在于RS422支持全双工通信，而RS485支持半双工通信。
因此在实际应用中需要根据通信需求选择合适的标准。
五、RS422和RS485在工业控制系统中的应用1. 工业控制系统通常需要远距离数据传输和抗干扰能力，因此RS422和RS485成为了理想的通信接口标准。
rs232、rs422与rs485接口标准及应用技术
rs232、rs422与rs485接口标准及应用技术RS232、RS422和RS485是常用的串行通信接口标准，它们在工控领域非常常见。
本文将对RS232、RS422和RS485的接口标准及应用技术进行详细阐述。
一、RS232接口标准及应用技术：RS232是一种传统的串行通信接口标准，最初用于连接计算机和外部设备，它采用了一对差分信号线（TXD和RXD）实现全双工通信。
RS232使用的电平范围是：逻辑“0”为-3V至-15V之间的电压，逻辑“1”为+3V至+15V之间的电压。
RS232接口标准适用于短距离通信，典型的应用包括计算机串口通信、调制解调器、打印机等。
RS232接口的优点是简单易用，缺点是距离短、速率低、抗干扰能力较差。
二、RS422接口标准及应用技术：RS422是一种差分信号传输技术，采用了两对差分信号线（TXD+/-和RXD+/-）实现全双工通信。
RS422使用的电平范围是：逻辑“0”为-6V至-15V之间的电压，逻辑“1”为+6V至+15V之间的电压。
RS422接口标准适用于中距离通信，典型的应用包括长距离数字通信、工控现场总线、远程监控等。
RS422接口的优点是支持多节点通信、抗干扰能力较强，缺点是速率较低。
三、RS485接口标准及应用技术：RS485也是一种差分信号传输技术，采用了半双工通信方式，可以支持多个节点进行通信。
RS485使用的电平范围与RS422相同。
RS485接口标准适用于长距离通信，典型的应用包括监控系统、楼宇自控系统、安防系统等。
它可以支持多个节点串联，最大传输距离可达1200米。
RS485接口的优点是速率比RS422更高、支持多节点通信，缺点是抗干扰能力较差。
RS232、RS422和RS485的选择应根据具体应用场景来决定。
如果通信距离短、速率低，并且抗干扰要求不高，可以选择RS232接口。
如果通信距离中等、需要全双工通信，并且抗干扰能力较强，可以选择RS422接口。
串口RS232、RS422、RS485通信原理、测试应用详解
串口RS232、RS422、RS485通信原理、测试应用、C#软件设计大家都使用过串口进行设备间通信交互，台式计算机中COM1就是RS232接口，机箱后面的接口可以看到一种9个针脚的接口，但最新的笔记本计算机中已经不提供串口了，不过可以通过USB转换成串口。
硬件实物就是我们接触比较多的一种9个针脚的连接器，通过这个硬件要通信就得有接口标准，这样就制定了RS232、RS422、RS485串行通信接口标准，不同的串行通信接口标准是有区别的。
recommended standard简称RS。
串口外观（插座带插针）RS232标准字符是串行的比特流传输的，就是一位接着一位的串行传输，比如0x55是可以按照10101010，即先传1再传0这样传输（大端传输）。
优点是传输线少，配线简单，传送距离较远。
硬件连接上通常只用到了3根引脚，Tx（发送）、Rx（接收）、Gnd（地），设备A的Tx接设备B的Rx, 设备A的Rx接设备B的Tx, 设备A的Gnd接设备B的Gnd,即“你收我发，你发我收，你我共地”。
可以同时收发数据，即“全双工”。
RS485标准即“半双工”，每次只能作发送或者接收，需要两根线Data+、Data-,以一种差分信号进行传输，效率没有RS232高但是传输距离要较远一些，两根线双绞屏蔽效果更好一点。
RS422标准即“全双工“，一般用到4根线，R+、R-、T/R-、T/R+，“接收+对应发送+，接收-对应发送-“，这样记不容易混淆，接线的时候比较有用。
共地线也需连接。
我们常用的编码格式是异步启停格式，数据帧格式如下列表所示。
起始位固定为1个比特，而停止位可以是1、1.5或者2比特，可以自由配置但发送方与接收方要一样点的。
D/P/S硬件准备好了，就是说两个设备之间是通过RS232、RS485或者RS422通信，将对应的线号连接好了，在软件设置中涉及参数包括波特率、奇偶校验、停止位。
其他的参数就不展开介绍了。
浅谈RS422与RS485总线
本文介绍了ＲＳ一４２２、ＲＳ一４８５总线接口标准、安装注意要点、网络匹配、接地等几个方面问题。
浅谈ＲＳ一４２２与ＲＳ一４８５总线■朱烈光浙江省金华电业局随着总线技术在变电站中广泛使用。
我们作为检修人员有必要了解一些常用总线方面知识，这有助于我们合理规范使用总线。
下面针对ＲＳ一４２２和ＲＳ一４８５总线一些常识和注意事项分几个方面介绍。
ＡＡ与ＢＢ对应相连，当在收端ＡＢ之间有大干＋２００ｍＹ的电平时，输出正逻辑电平，小于一２００ｍＹ时，输出负逻辑电平。
接收器接收平衡线上的电平范围通常在２００ｍＹ至６Ｖ之间，如图２。
正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高。
其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。
２．应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。
下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆。
或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。
总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
三、ＲＳ一４２２与ＲＳ一４８５传输线上匹配的一些说明对ＲＳ一４２２与ＲＳ一４８５总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。
但在短Ｅ巨离与低速率下可以不用考虑终端匹配。
一般终端匹配采用终接电阻方米旧圈３网络拓扑２们。
年３月号８１法，ＲＳ一４２２在总线电缆的远端并接电阻，ＲＳ一４８５则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。
终接电阻一般在ＲＳ一４２２网络中取１００ｃ２，在ＲＳ一４８５网络中取１２０ＣＪ。
相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在１００（：）～１２０Ｑ。
这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。
四、ＲＳ一４２２与ＲＳ一４８５的接地问题我们在施工过程中常常忽视传输网络的接地，接地处理不当往往会导致传输网络不能稳定工作，甚至危及系统安全。
关于RS232,485,422的文献综述
关于RS232,485，422的文献综述一．RS232（1）概述：目前 RS 232 是 PC 与通信工业中应用最广泛的一种串行接口, RS 代表推荐标准, 232 是标识号。
RS 232采取不平衡传输方式, 即单端通信。
一个完整的RS 232接口有22根线, 采用标准的25 芯插头座。
除此之外, 目前广泛应用的还有一种 9 芯的RS 232 接口。
它们的外观都是一个 D 形, 对接的两个接口又分为针式和孔式两种。
（2）标准协议：电气特性：逻辑1(传号,MARK ,OFF)=-3V～-15V;逻辑0(空号,SPACE,ON)=+3～+15V;不在上述范围的信号认为是无效信号机械特性：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。
具体可参照以下两幅图：表 1 所示为在 PC 机、调制解调器和路由器等网络设备中使用的 9 芯 RS 232 接口的信号和管脚分配。
表2表示9 芯 RS 232 接口与25芯 RS 232 接口的对比。
（3）性能参数以及适用场合：RS232最高速率为20kb/s。
RS232 标准规定，若不使用 Modem，在码元畸变小于 4 %的情况下，DTE 和 DCE 通信两端之间最大传输距离为 15 m．若距离较远，须附加调制解调器(Modem)。
传输距离短的原因有：一.驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容的限制。
二.RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此RS232一般用于20m以内的通信。
（4）常见的驱动芯片（收发器）： MAX232 芯片是 MAXIX 公司生产的, 包含两路接收器和驱动器的 RS- 232 芯片, 适用 RS-232 通信接口. MAX232 芯片内部有一个电源变换器, 可以把输入的+ 5 V 电源电压变换为RS- 232输出的正负10 V 电压. 因此, 采用此芯片接口的串行通信系统只需要单一的+ 5 V 电源就可以了. 单片机的电平为 T TL 电平, 即逻辑电平 1 的电压范围为+ 3.7 V 左右, 逻辑电平 0 的电压范围为0 .3 V 左右. 而 RS- 232 的逻辑电平 0 的电压范围为+ 5 V~ + 15 V, 逻辑电平 1 的电压范围为-5 V~ - 15 V. 由此可见, RS- 232 标准代表的电压范围比实际代表的电压范围大, 因此, RS- 232标准要比 TT L 标准所传输的距离远. 在此采用MAX232 进行 RS- 232 与 TT L 电路接口时的电平转换.二．RS485（1）概述：RS- 485是串行数据接口的标准, 是为弥补RS- 232通信距离短、速率低等缺点而产生的, 是在 RS- 422基础上制定的标准, 增加了多点、双向通信能力, 即允许多个发送器连接到同一条总线上, 同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性。
RS422、485的设计与应用
RS-422/485的设计与应用摘要RS-422/485 是美国电子工业协会 (electronic industries al-liance，EIA)在 20 世纪 70 年代末推出的数字通讯电气标准。
该标准采用平衡驱动差分接收电路，最大传输速率 10 Mb/s，最大传输距离 1200 m，其中 RS-422 为全双工，RS-485 为半双工串行通信接口标准RS一422/48,具有显著的优点:抗干扰能力强,传输距离远,传送汽率高,因而在分布式控制系统和工业局部网络中得到日益广泛地应用。
RS-422/485 只对接口的电气特性作了规定，没有规定接插件、传输电缆和通讯协议，因此，在实际工程和应用中，用户根据实际情况自行设计，给实际应用带来了许多问题。
从物理层、传输层和应用层角度提出了设计和应用的要求，提出了构造串行异步通讯接口的方法，从而规范了 RS422/485 的设计。
而RS-422/485在众多领域中也开始运用的越来越多，比如：火力发电自动化系统，电隔离，串行口等。
并且利用率高，操作方便。
关键词：RS-422/485 串行通信接口标准AbstractRS-422/485 al-liance electronic (EIA), the Electronic Industry Association (industries) in the end of 1970s, the introduction of digital communication electrical standards. The standard adopts the balanced drive differential receiver circuit, the maximum transmission rate of 10 Mb/s, the maximum transmission distance of 1200 m, RS-422 for full duplex, RS-485 for the half duplex serial communication interface standard RS a 422/48, has significant advantages: strong anti-interference ability, transmission distance, high transmission rate, and thus in the distributed control system and industrial local network has been widely used. RS-422 / 485 only to the interface electrical characteristics specified, no provisions of connectors, cables and communication protocols. Therefore, in practical engineering and application, the user according to the actual situation of self-designed, to the actual application brought many problems. From the viewpoint of physical layer, transport layer and application layer, the design and application of the design and application of serial asynchronous communication interface is proposed, which can regulate the design of RS422/485. And RS-422/485 in many areas also began to use more and more, such as: thermal power automation system, electrical isolation, serial port, etc.. And the utilization rate is high, the operation is convenient.Key words: RS-422/485serial communication interface standard目录一、实验目的 (1)二、实验条件 (1)2.1开发软件 (1)2.2实验设备 (1)三、原理及其应用 (1)3.1 应用 (1)3.2原理 (1)3.2.1物理层 (1)3.2.2传输层 (3)3.2.3应用层 (4)4.1软件设计 (4)4.2 硬件设计 (5)五、实验结果分析与总结 (6)参考文献 (7)一、实验目的RS-422/485 电气标准被广泛应用于近距离数字系统之间的数据传输。
RS_422_485接口在多机通讯中的应用
图 4
( 上接第 26 页)
3 高速船对蓄电池的选择
纵观上述各类蓄电池, 其性能指标的先进性, 可 首推太阳电池和锌银电池, 然而直接使用到高速船 上, 尚有一定困难。太阳电池方阵在安装和使用中都 要轻拿轻放, 经不起碰撞和敲 击, 也经不起大风雨 雪, 更经不起盐雾和油雾的腐蚀。而锌银电池的使 用、维护保养要求高, 特别是对充电、放电要求严格, 而且经济性差, 价格昂贵( 因主要材料是金属银) 。鉴 于以上种种原因, 胶体蓄电池被广泛受到青睐, 是再 自然不过的事情了。从收集的资料来看, 法国生产的 胶体蓄电池已被世界各地的不同类型飞机采用, 在 我室设计的高速船上, 作为应急电源和主辅机的起 动电源, 胶体蓄电池也早已使用多年。由于其规格、 使用性能大致和铅蓄电池相同, 而安置、维护更方 便, 故普遍受到用户欢迎。当然, 考虑到掠海地效翼 船的特殊性, 除起动用胶体蓄电池外, 专用设备用电 池和备用电源可采用碱性电池, 其中选用锌银电池 就显得更合理些。
2 8031 单片机与 PC 机的串行通讯
用 8031 单片机组成的应用系统, 与 PC 机进行 串行通讯, 用 MAX488/ 489 芯片连接, 可组成多机
通讯系统, 连接线路如图 2 所示。 P C 机采查询工作方式, 用 VB 语言编程。8031
采用中断工作方式, 用汇编语言编程, 通讯波特率设 置可调。为适用于多机通讯系统, 以方式 3 为例, 其 通讯程序流程图如图 3 所示。
applica tion onboard the fast cra fts. It ser ves a good r eference to t he ship designer s.
Key Words : Pr imar y bat tery Secondar y batt ery Excitation Medium
RS422、485的设计与应用
RS-422/485的设计与应用摘要RS-422/485 是美国电子工业协会 (electronic industries al-liance，EIA)在 20 世纪 70 年代末推出的数字通讯电气标准。
该标准采用平衡驱动差分接收电路，最大传输速率 10 Mb/s，最大传输距离 1200 m，其中 RS-422 为全双工，RS-485 为半双工串行通信接口标准RS一422/48,具有显著的优点:抗干扰能力强,传输距离远,传送汽率高,因而在分布式控制系统和工业局部网络中得到日益广泛地应用。
RS-422/485 只对接口的电气特性作了规定，没有规定接插件、传输电缆和通讯协议，因此，在实际工程和应用中，用户根据实际情况自行设计，给实际应用带来了许多问题。
从物理层、传输层和应用层角度提出了设计和应用的要求，提出了构造串行异步通讯接口的方法，从而规范了 RS422/485 的设计。
而RS-422/485在众多领域中也开始运用的越来越多，比如：火力发电自动化系统，电隔离，串行口等。
并且利用率高，操作方便。
关键词：RS-422/485 串行通信接口标准AbstractRS-422/485 al-liance electronic (EIA), the Electronic Industry Association (industries) in the end of 1970s, the introduction of digital communication electrical standards. The standard adopts the balanced drive differential receiver circuit, the maximum transmission rate of 10 Mb/s, the maximum transmission distance of 1200 m, RS-422 for full duplex, RS-485 for the half duplex serial communication interface standard RS a 422/48, has significant advantages: strong anti-interference ability, transmission distance, high transmission rate, and thus in the distributed control system and industrial local network has been widely used. RS-422 / 485 only to the interface electrical characteristics specified, no provisions of connectors, cables and communication protocols. Therefore, in practical engineering and application, the user according to the actual situation of self-designed, to the actual application brought many problems. From the viewpoint of physical layer, transport layer and application layer, the design and application of the design and application of serial asynchronous communication interface is proposed, which can regulate the design of RS422/485. And RS-422/485 in many areas also began to use more and more, such as: thermal power automation system, electrical isolation, serial port, etc.. And the utilization rate is high, the operation is convenient.Key words: RS-422/485serial communication interface standard目录一、实验目的 (1)二、实验条件 (1)2.1开发软件 (1)2.2实验设备 (1)三、原理及其应用 (1)3.1 应用 (1)3.2原理 (1)3.2.1物理层 (1)3.2.2传输层 (3)3.2.3应用层 (4)4.1软件设计 (4)4.2 硬件设计 (5)五、实验结果分析与总结 (6)参考文献 (7)一、实验目的RS-422/485 电气标准被广泛应用于近距离数字系统之间的数据传输。
RS485RS422接口设计指南
RS485RS422接口设计指南1.电气规范：RS485和RS422接口都能够支持多节点通信，但其电气规范有所不同。
RS485采用差分信号传输，支持多主从节点，每个节点都能驱动总线。
而RS422也采用差分信号传输，但只能支持一个主节点和多个从节点。
在设计时需要根据实际需求来选择合适的接口标准。
2.线路布局和终端电阻：RS485和RS422在正负两条线上传输数据，因此线路布局需要注意两条线的平衡性，避免信号失真和干扰。
通常情况下，建议使用双绞线布线，将正负两条信号线绕在一起，同时还需要根据传输距离和波特率来选择合适的终端电阻。
3.电缆长度和传输速率：RS485和RS422接口可以支持长距离通信，但传输距离和速率之间存在一定的权衡关系。
一般情况下，随着传输距离的增加，传输速率也会降低，因为长距离通信容易引入信号失真和干扰。
在设计时需要根据实际需求来平衡传输距离和速率。
4.网络拓扑结构：RS485和RS422接口支持多节点通信，但网络拓扑结构的选择对于性能和可靠性至关重要。
常见的拓扑结构包括总线、星形和环形结构。
总线结构是最常见的，但在设计时需要注意总线的长度和载荷。
星形结构可以提供更好的信号质量和可靠性，但需要使用更多的接口线。
环形结构适用于需要高度可用性的应用，但需要考虑跳线和冲突的问题。
5.保护措施：由于工业环境中存在噪声、干扰和电磁辐射等因素，对于RS485和RS422接口的保护非常重要。
常见的保护措施包括使用抗干扰电缆、合适的终端电阻、过压保护电路和隔离电路。
这些措施可以提高系统的稳定性和抗干扰性能。
综上所述，RS485和RS422接口设计需要考虑电气规范、线路布局、终端电阻、电缆长度、传输速率、网络拓扑结构和保护措施等因素。
合理的设计和工程实践可以确保系统的可靠性和性能。
一种高可靠的RS422应用通信方法设计与实现
设计应用技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０３．００２一种高可靠的RS422应用通信方法设计与实现李佩佩，牛玥瑶，邱友航（航空工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068）摘要：RS422是航空电子系统中广泛使用的一种串行总线，可同时实现通信双方的数据发送与接收。
但RS422缺少统一的数据传输规范，通信过程中易出现响应不及时以及丢包现象，针对这一问题设计了一种可靠性更高的应用通信方法，通过使用周期任务提高消息响应速度、利用消息重发机制以及丢弃失效消息来降低消息的丢包率。
该方法的可行性高、适用性强，可广泛应用于机载软件领域。
关键词：RS422；串行总线；总线通信Design and Implementation of a Highly Reliable RS422 Application Communication MethodLI Peipei, NIU Yueyao, QIU Youhang(Xi’an Aeronautics Computing Technique Research Institute, AVIC, Xi’an 710068, China) Abstract: RS422is a kind of serial bus widely used in avionics system, which can simultaneously realize the data transmission and reception of both communication parties. However, RS422lacks a unified data transmission specification, so it is easy to appear the phenomenon of delayed response and packet loss in the communication process.Aiming at this problem, this paper designed an application communication method with higher reliability, which can improve the message response speed by using periodic tasks, and reduce the packet loss rate by using message resending mechanism and discarding invalid messages. This method has high feasibility and applicability, and can be widely used in the field of airborne software.Keywords: RS422; serial bus; bus communication0 引 言随着航空电子系统的发展，通信总线技术飞速发展，RS422是一种常见的异步串行总线，可同时实现互连设备双方的发送与接收，其协议简单、构建方便，满足大多数航电系统的应用需求[1]。
RS422-RS485网络的无极性接线设计与实现
RS422/RS485网络的无极性接线设计与实现1 问题提出现在的很多测控系统是使用RS422 或RS485 总线互连的。
RS422/485 总线信号是由4（2）根有极性的差分信号来传输的，不能将其反接。
当网络传输距离长或节点多时，在线路上的分续线盒也会很多，很容易将信号线在传输途中接反，从而造成信号无法正常传输。
虽然可以查出故障点，但在分线盒很多时，也是一件很费时的事情。
为了布线方便，分续线盒的数量往往大于总线上的模块数。
对于室内系统，网络线路一般外加PVC 线槽甚至暗埋于墙体内;对于室外系统，线路一般架空或地下走线，造成对线路反接问题的查找和修正很困难。
另一方面，为了施工方便，也应允许在途中随意接线，不分极性。
为此，需要各模块既能接收图1（b）所示的正相信号，也能接收图1（c）所示的极性可能反相的RS422、RS485 信号。
图1 传输线反接错误所引起的接收端信号波形改变对于那些采取未经任何编码调制的基带信号来传输数据的RS422/485 系统，图1 中由于接线错误将造成收信方无法正确接收数据;但如对信号进行适当的调制后，即使途中出现接线错误，收方仍然能正确接收到数据，即在布线施工中可以无极性布线。
下面分别给出使用未调制信号和调制信号传输数据2 种情况下的无极性接线设计方法。
先讨论使用未编码调制信号的情况。
2 RS422 信号线的无极性接线设计RS422 总线使用收发分开的信号线传输，各为2 根信号线。
为了使RS422 接收器能够接收总线上传来的2 种极性的信号，见图1（b）和图1（c），首先要检测到接线的错误，其次才是更正接线错误。
这里希望通过网络模块电。
GPIO实现高可靠性RS485／422通信的研究
GPIO实现高可靠性RS485／422通信的研究【摘要】为解决在不扩充硬件情况下进行串口通讯的问题，在保证总体波特率和可靠性的要求的情况下，通过对GPIO口异步串口通信实现方法的研究，采用DSP实现通讯功能，并在实际产品研制中验证了此方法的有效性。
【关键词】串口通信；可靠性；面向对象1.引言工程实践中，对于解决同一个问题，我们常面临两种选择：要么硬件简单软件复杂，要么软件复杂硬件简单。
如某引信系统的DSP电路，需要与内部两个组部件以及外部多个系统进行接口或者信息交互，且总体要求采用异步串口方式进行通信。
此类问题主要有三种解决方案：第一，在DSP的并行总线上扩展UART 芯片，通过硬件转换实现，软件最简单；第二，在DSP的McBSP串行总线上扩展UART芯片，软件有一定的复杂度；第三，不扩展其他硬件直接利用IO引脚通过软件控制实现，该方法软件最复杂。
根据以往文献[1-4]等知在硬件资源允许的前提下，前两种方法已经得到了广泛的研究。
然而在产品的研制过程中，常出现引信硬件资源紧张的情况，无法扩展满足需求的UART，只能选择第三种解决方式，总体的高波特率和高可靠性要求增加软件设计的难度。
笔者通过软件的合理设计，成功地解决了以上问题。
2.串行通信基本原理串行通信的基本原理是以改变数字电平的方式将数据按照一定的时间宽度（波特率）按位（通常低位在前高位在后）顺序传输，分为同步串口和异步串口两类。
同步串口通信主要应用于传输速率高但传输距离要求不高的场合，异步串口则侧重于传输速率要求稍低的情形。
图1给出了异步串行通信的数据基本格式，对于一个完整的字节，传输时包含起始位、数据位、校验位。
实现同步串口通信通常需要6根总线，即收、发数据线，收、发帧同步线，收、发位时钟线。
而异步串口则最少可只需2条总线（最多4条）便实现数据通信，如果采用差分传输还可以有效地提高传输距离，根据能否同时收发数据又分为全双工和半双工两种工作模式。
RS-422与RS-485传输线匹配阐明
RS-422与RS-485传输线匹配阐明RS-422与RS-485传输线匹配阐明对RS-422与RS-485总线网络通常要运用终接电阻进行匹配。
但在短距离与低速率下能够不必思考终端匹配。
那么在啥状况下不必思考匹配呢？理论上，在每个接纳数据信号的中点进行采样时，只需反射信号在开端采样时衰减到满意低就能够不思考匹配。
但这在实习上难以把握，美国MAXIM公司有篇文章说到一条阅历性的准则能够用来区别在啥样的数据速率和电缆长度时需求进行匹配：当信号的改换时刻（上升或下降时刻）逾越电信号沿总线单向传输所需时刻的3倍以上时就能够不加匹配。
例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483输出信号的上升或下降时刻最小为250ns，典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns（24AWGPVC电缆），那么只需数据速率在250kb/s以内、电缆长度不逾越16米，选用MAX483作为RS-485接口时就能够不加终端匹配。
通常终端匹配选用终接电阻办法，前文已有提及，RS-422在总线电缆的远端并接电阻，RS-485则应在总线电缆的开端和完毕都需并接终接电阻。
终接电阻通常在RS-422网络中取100Omega;，在RS-485网络中取120Omega;。
恰当于电缆特性阻抗的电阻，由于大大都双绞线电缆特性阻抗大概在100～120Omega;。
这种匹配办法简略有用，但有一个缺陷，匹配电阻要耗费较大功率，关于功耗绑缚比照严峻的体系不太适宜。
别的一种比照省电的匹配办法是RC匹配，如图9。
运用一只电容C距离直流成分能够节约大有些功率。
但电容C的取值是个难点，需求在功耗和匹配质量间进行折衷。
还有一种选用二极管的匹配办法，如图10。
这种计划虽未完健旺在的匹配，但它运用二极管的钳位效果能活络削弱反射信号，抵达改进信号质量的意图。
节能效果显着。
高可靠性隔离型RS422接口的设计方案
高可靠性隔离型RS422接口的设计方案高可靠性隔离型RS422接口的设计方案摘要:以工控环境中的分布式监测系统为应用背景,设计和实现了一种高可靠性隔离型RS422通信接口方案。
方案中采用了隔离、防浪涌、阻抗匹配、奇偶校验、帧校验等多种软硬件措施来提高接口的可靠性。
经环境试验和电磁兼容试验验证,该方案很好得解决了监测系统中各个传感器节点和接入节点之间的可靠通信问题。
1引言现代工业测控系统中，系统之间以及系统内部经常需要进行数据通信。
通信分无线和有线两种方式，由于无线通信的可靠性不及有线通信，因此在工业环境中一般选用有线通信。
对于有线通信既可以采用并行数据总线方式进行，也可以采用串行数据总线方式来进行，不同的总线适合不同的应用环境。
一般我们在设计接口方案的时候，总是在满足系统需求的前提下选择成熟稳定可靠且易于实现接口方案。
在我们开发的分布式监测系统中，传感器节点需要尽可能将信号无失真稳定可靠得传输到接入节点。
从通信的可靠性考虑我们放弃了布点灵活方便的无线通信方式，选择了有线通信。
考虑到实际的应用情况，传感器需要分布在监测范围的各个角落，各个传感器与接入节点直接的通信距离不一，从几米到上百米均有可能。
如果传感器和接入节点直接选用模拟信号直接传输的方式，对于那些传输距离远的传感器节点，其信号衰减会很严重，信噪比会降低很多，同时传输过程中也会引入干扰，因此传感器节点需要将采集到的信号数字化，然后通过数字接口将信号发送出去。
由于数字信号抗干扰性强，可以无失真的传输，因此信号失真只存在传感器对其数字化的过程中。
有线数字通信的方式比较多，如果采用并行数据总线，那么传感器节点和接入节点之间的连线数量会较串行总线大大增加，会给布点带来不便和增加成本，因此在工程上长距离通信时一般都采用串行通信。
由于分布式监测系统中传感器节点和接入节点之间的通信对传输距离有一定要求，对可靠性要求高，但对通信速率要求不高，最后我们选用了实现简单、抗干扰性强、通信距离远的RS422接口。
低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器知识
低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器知识引言低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器是现代通信领域中常见的技术和设备。
它们在工业自动化、数据通信和仪表控制等领域发挥着至关重要的作用。
本文将介绍低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器的基本原理和应用。
低功耗收发器低功耗收发器是为了满足电池供电设备和能耗敏感应用的需求而设计的。
通过优化电路设计和控制算法，低功耗收发器能够在保持通信稳定性的同时，尽可能降低功耗，延长设备的电池寿命。
低功耗收发器常用于无线传感器网络、智能家居和物联网等领域。
限摆率收发器限摆率是指在数据传输过程中，通过限制信号的变化速度，来减少信号失真和功耗消耗的一种技术。
限摆率收发器通过控制电路中的阻尼和放电速度，使信号的上升沿和下降沿变得平缓，从而减少信号传输过程中的功耗，提高系统的稳定性。
RS-485收发器RS-485是一种常用的串行通信接口标准。
RS-485收发器是在RS-485通信中起到收发信号转换的作用。
RS-485收发器广泛应用于工业自动化、仪表控制和通信设备等领域，具有高速传输、长距离传输和多点通信等特点。
RS-485收发器一般由发送器和接收器两部分组成，发送器负责将逻辑信号转换为电信号发送，接收器负责将电信号转换为逻辑信号接收。
RS-422收发器RS-422也是一种常见的串行通信接口标准，与RS-485类似。
RS-422收发器与RS-485收发器相比，主要区别在于RS-422是差分信号的方式传输，可以实现更高的传输速率和更远的传输距离。
RS-422收发器适用于需要长距离高速传输的系统，例如工业控制和长距离通信等领域。
应用案例低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器在各种实际应用中发挥重要作用。
以下是一些典型的应用案例：工业自动化在工业自动化系统中，低功耗、限摆率、RS-485、RS-422收发器被广泛应用于传感器和执行器的通信。
通过这些收发器，可以实现可靠的数据传输，保证自动化系统的稳定性和可靠性。
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与 电池 的电流大小类 似 ，通 过Ａ Ｃ Ｓ Ｅ Ｔ ￣ 【 脚 的输入 来设置适配器 的电流 ，适 配器 电流大小 是 由连接Ａ Ｃ Ｐ ￣ Ｉ 脚与Ａ ｃ Ｎ 引脚 的电阻Ｒ ＾ ｆ 决定。
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工程实践 中，对于解决 同一个 问题 ，我们 常面临两种选择 ：要么硬件 简单软件复杂 ，要 么 软件 复杂硬件 简单 。如某 引信 系统 的Ｄ Ｓ Ｐ 电 路 ，需要与 内部两个 组部件 以及外部多个 系统 进 行接 口或者信 息交互，且总体要求采用 异步 串 口方式进行通信 。此类 问题主要有三种解 决 方 案 ：第 一 ，在Ｄ Ｓ Ｐ 的并行总线 上扩展Ｕ Ａ Ｒ Ｔ 芯 片，通过硬件转换 实现，软件最简单 ；第 二， 在Ｄ Ｓ Ｐ 的Ｍ ｃ Ｂ Ｓ Ｐ 串行总 线上扩展Ｕ Ａ Ｒ Ｔ 芯片 ，软件 有一定 的复杂度 ；第 三，不扩展其他硬件 直接 利 用Ｉ Ｏ 引脚通过 软件 控制实现，该方法软 件最 复杂。根据 以往文献ｕ 等知在硬件资源 允许的 前 提 下 ，前 两 种 方 法 已 经 得 到 了广 泛 的研 究 。 然而在产 品的研 制过 程中 ，常 出现 引信硬件 资 源紧张 的情况 ，无法扩展满足需求 的Ｕ Ａ Ｒ Ｔ ，只 能选择第三种解 决方 式，总体的高波特率和 高 可靠性要求增加 软件 设计的难度 。笔者通 过软 件的合理设计，成功地解决了以上问题。 ２ ． 串行通信基本原理 串 行通 信的 基本 原理 是 以改 变数 字 电平 的方式将数据按 照一定的时 间宽度 （ 波特 率） 按 位（ 通常低位在 前高位在后） 顺序传输 ，分为同 步 串口和异步 串 口两类。 同步 串口通信 主要应 用于传输速 率高但传输距离要求不 高的场合， 异步串 口则侧重 于传 输速率要求稍低 的情 形。 图１ 给 出 了异步 串行 通信 的数据基本 格式 ，对 于一个完整 的字节，传输时包含起 始位 、数据 位 、校验位 。 实 现同步 串 口通信通 常需要 ６ 根总线 ，即 收 、发数据 线，收、发帧 同步线 ，收、发位时 钟线 。而 异步串 口则最少可 只需２ 条总线 （ 最多 ４ 条） 便 实现数据通信 ，如果采用 差分传输还可 以有效 地提 高传 输 距离 ，根 据 能否 同时 收发
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图２ Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ／ ４ ２ ２ 串 口总 线 形 式
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２ ） 中间层 ：字节 发送 ，如图３ 所示 。发送 当前ｂ ｉ ｔ ，发送 完位计数 器＋ １ ，如果位 数达 到 ｌ ０ 位 ，则 当前字节发送结束，并通知顶层 ； ３ ） 顶层 ：帧发送 ，如 图４ 所 示 。首 先检测 串 口当前状态是否为发送 允许，如果不是则将 串 口置为接收禁止 、发送 允许状态 ，确定 了发 送 允许后进入帧发送 。帧发送 按照报文格式顺 序 发 送各 字节 ，发 送 结束将 串 口设 为发 送禁 止、接 收允许状态 。
本研 究通 过 软件控 制 改变Ｇ Ｐ １ ０ 端 口的 状 态，完成Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ／ ４ ２ ２ 串 口通信的时序。 ３ ． 基本流程设 计 为提高软件 的质量和可维护 性，收发通 讯 实现时均采用位 、字节和帧三个处理层 次。每 层相对独立 ，低层 处理的结果通过状态传 递方 式通知上一层 。 研究 中采用 的数据传输格 式：ｉ ｂ ｉ ｔ 起始位 “ ０ ”，８ ｂ ｉ ｔ 数据位 （ 先低后 高） ，无校验位 ， ｉ ｂ ｉ ｔ 停 止位 “ １ ”，每个字节累计为 ｌ Ｏ ｂ ｉ ｔ 。 ３ ． １发送通信流程 主 动发送数 据形式如 图１ 所示 ，其流 程如
图３ 字节 发 送 流 程 图
３ ． ２接收通信流程 接 收通信 需要把每一 个ｂ ｉ ｔ 的数据准 确地 下 ： 检测 出来 ，确定字节的起止位 ，判 断帧的起止 １ ） 底层 ：位发送 。在 波特 率控制的时间间 字节 ，也就是说通过分析和计算将数 据格 式和 隔内将发送 数据管 脚置为和 当前ｂ ｉ ｔ 一 致的 电 通信协议 所规定的每一个细节精确 定位。对于 平状态 。 帧 起始时 刻的判 断，根据 图１ 数据 （ 下转封 三）
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图 １ 串 口通 信 数 据 格 式
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数据 又分 为全 双 工和 半双 工两 种工 作模 式 。 图２ 是应用最普遍 的串 口形式之一的Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ／ ４ ２ ２ 串 口总线 ，Ｒ ８ ４ ８ ５ 半双 工传输采 用一对 差分信 号， 由主控端 的Ｒ Ｅ 和Ｄ Ｅ 来控 制当前数据收发 ， 收发不 能同时进 行 ；Ｒ ８ ４ ２ ２ 全双 工传输 采用两 对差分信号 ，主控端 直接 独立收发 ，且收发可 同时进行 。
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ＧＰｌ ｏ实 现 高 可 靠 ， 陛 Ｒｓ ４ ８ ５ ／ ４ ２ ２ 通 信 的研 究
湖北省 宜昌市测试技术研 究所
讯 功能，并在 实际产 品研制 ｅ ｅ 验证 了此方法的有 效性。 【 关键词 】串口通信 ；可靠性；面向对象
张忠波
何
苗
姚海涛
【 摘要 】为解决在不扩充硬件情况下进行 串口通讯的问题 ，在保证总体波特率和可靠性的要求的情况下 ，通过对Ｇ Ｐ Ｉ Ｏ口异步串口通信 实现方 法的研 究，采用Ｄ ｓ Ｐ 实现通