常见的串行通讯接口标准

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结束语 常见的串行通讯接口标准见表 ) 。从表中可以
看出 -./)3)8 标准可用于近距离传输数据， 接线方 常用于工业现场采集和控制信号的传输。采用何种 串行通讯标准要根据实际的要求来确定。 表) 图2 常见的串行通讯接口标准比较
式灵活、 简单； 多点间通讯， -./012 适用于远距离，
-./012 互连示意图
前 言
+(+
电气特性
在通讯系统中， 数据通讯、 计算机网络及过程 控制系统经常通过各自配备的标准串行通讯接口， 再加上合适的通讯电缆实现相互通讯。串行通讯接 口是连接计算机、 终端、 通讯控制器等设备之间的 物理接口， 它的作用是把用户设备连接到通讯线路 上去， 从而实现设备之间的正常通讯。目前， 常见的 串行通讯接口标准主要有： <= >$!$? 接 口 、 <= >
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总第 #1 卷 第 2’2 期
电测与仪表
A7E"#1 +7"2’2 ?OI" ’33!
’33! 年 第 2 期
FE9GHIJGKE 69K>LI9:9MH N 5M>HIL:9MHKHJ7M
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示。
功能特性
常只使用“ 信号地” 、 “ 发送数据” 和“ 接收数据” 等信 号线来建立信息传输， 如图 # 所示。
<=>$!$? 的 每 个 脚 线 的 信 号 和 电 平 规 定 采 用
负逻辑电平， 规定为逻辑“ ， C? （ C? （ >+BH>B%） +” I
#$$: @ <=>##A 接口、 <=>#"B 接口以及 $*6: 电流环
接口。
#$%&’&( 通讯接口 <=>$!$? 通讯接口是一种标准化的串行接口， 是为远程通讯连接数据终端设备 CD, （ C2/2 D-061E 72’ ,F51;6-7/）与数据通讯设备 C?, （ C2/2 ?&6E 现普遍用于 6571.2/1&7 ,F51;6-7/G定义的物理接口。 "
在一个电流环结构中， 必须 从图 5 可以看出， 有一个设备提供电流源， 作为启动设备， 而另一个 设备要提供通路以形成环路。 )$*4 的电流信号与
!!" 电平信号的转换是用光电耦合器件实现的。因 此， )$*4 电 流 环 的 基 本 元 件 是 电 流 源 、 电 流 开 关
（ 或发送器） 和电流检测器（ 或接收器） 。为了维持恒 定的 )$*4 电流，随着环路中所串联的设备的增加 或者串联回路长度的增加， 电流电压应相应提高。
计算机之间和计算机与外设之间的近端连接标准。 符合 ,9: （ 电子工业协会） 规格要求， 在国际上得到 广泛应用。其特点是信号少， 有多种数据传输速率 可以选择， 使用简单， 方便。
规定逻辑“ ， 规定为过渡 BHI+B%） *” C? （ >B%HIB%） 区 。 计 算 机 接 口 或 终 端 的 DDJ @ 3K= 电 平 与 <=> 需要外加电路实 $!$? 通讯接口的逻辑电平不兼容， 现 电 平 转 换 。 通 常 采 用 的 元 器 件 为 3?+#"A 、 3?+#"" 实现 DDJ 电平的转换。也可采用 3:L$!$ 芯片实现两对 <=>$!$? 电平的转换。 +($ 机械特性 <=>$!$? 规 定 使 用 $B 针 标 准 连 接 口 ， 使 用 CM>$B 型连接器。<=>$!$? 标准定义了 $B 根信号， 但实际使用时，只需 $ 个数据线、 N 个控制线、 +个 地线共九个信号。 因此一些生产厂家对 <=>$!$? 标 准的机械特性进行了简化，使用 A 针标准连接口， 即 CM>A 型连接器。由于 <=>$!$? 发送端与接收端 之间的信号传递采用多芯信号线， 而多芯信号线的 总负载电容不能超过 $B**;O，所以 <=>$!$? 的信 号传输距离为十几米。
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（ 王亚东
编发）
’3<= ; >。 ! "#$%!!& 通讯接口
为了扩大传输距离， 提高通讯速率， 增强抗干 扰能力， 在 $%&’#’( 的基础上， 制定了新的串行通 它是一种平衡方式传输信息。 所 讯标准—$%&2’’?， 谓平衡方式，是指双端发送和双端接收。 $%&2’’? 可称为双端口电气标准。 当采用 $%&2’’? 标准电信 号时， 与 $%&’#’( 相比有如下不同之处： 删除了 $%&’#’( 中的保护地及为测试保留的两个 信号，新定义了本地环测试和远程环测试模式； 检 修终端信号； 频率选择信号及发送公共端、 接收公 共端等十个信号及功能。 （ 对信号的功能做了改变。 ’）
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［ 欧 阳 斌 林 , 计 算 机 主 板 -./)3) 串 行 口 故 障 排 除 ［ ， 电测 0］ 杨 方 ， 9］ 与仪表， #::1 （ 3） , 作者简介： 周修理（ 男， 汉族， 讲师， 从事计算机、 自动化、 应用电子等技 #:55/ ） 术领域的教学与科研工作。 收稿日期： )$$#/$#/##
总第 !" 卷 第 #$# 期
电测与仪表
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$**+ 年 第 # 期
,’-./01.2’ 3-2450-6-7/ 8 974/056-7/2/1&7
常见的串行通讯接口标准
周修理 +， 杨 方 +， 陈 萍$
（ 哈尔滨 +B**!* ； +(东北农业大学， 黑龙江 鹤岗 +B#+*+ ） $(鹤岗电业局， 摘要：介绍 <=>$!$? 、 <=>#$$:、 <=>#"B 和 $*6: 电流环等几种常见的串行通讯接口 标准的特点、 工作原理和接线方法。 关键词： 串行通讯； 电流环 <=>$!$?； <=>#"B； 中图分类号： DP!N"(N 文献标识码： , 文章编号： +**+>+!A*（ $**+） *#>**!!>*!
! "#$% 电流环接口 )$*4 电流环是一种未经正式颁布的电流控制
的串行通讯标准， 其抗干扰能力强， 传输距离远的 优点， 在计算机远距离通讯中应用较广。)$*4 电流 环标准对逻辑数据的规定是：回路中有 )$*4 电流 通过表示逻辑“ ； 无电流表示逻辑“ 。若要同时 #” $” 发送和接收， 则需要四根线构成输出电流回路和输 入电流回路。 )$*4 电流环接口标准的数据传输原 理如图 5 所示。发送数据时由发送端的数据位来控 制开关 .# 的通断， 使回路中 有 6 或 无 7 电 流 通 过 ； 接 收 数 据 时 由 发 送 端 的 数 据 来 控 制 开 关 .) 的 通 断 ， 使回路有6或无7电流通过。 由于 )$*4 电流环是一种 异步串行接口标准， 在每次发送数据时， 须以无电 流的状态作为每一个字符的起始位， 接收端检测到 起始位时便开始接收字符数据。
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TQ&5 L15’1+， U27V O27V+， ?Q-7 P17V$ （ +()&0/Q-24/ :V01.5’/502’ W71X-041/Y， Z20[17 +B**!*， ?Q172\ $(Z-1’&7V]127V Z-V27V P&^-0 M50-25 ， Z-1’&7V]127V Z-V27V +B#+*+ ， ?Q172） )*+,-./,： DQ14 20/1.’- 17/0&R5.-R /Q- .Q202./-014/1. ， ;017.1;’- 27R .&77-./1&7 &S 4/27E R20R &S S261’120 4-012’ .&66571.2/1&7 17/-0S2.-( 012 34-5+： 4-012’ .&66571.2/1&7 ； <=>$!$?； <=>#"B； ’&&; &S -’-./01. .500-7/ !
（ 在 $%&’#’( 的基础上对信号线做了 调 整 ， !）
图!
经 6789: 进行双向串行通讯接口联接
（ #） $%&2’’? 标准插针数为 #0 根。 （ 传速率可达 !36= ; >。 2） （ 接收器输入灵敏度为@’33:A 。 4） 驱 动 器 输 出 为 @’A （ 带负载） 或 @-A （ 无负 （ -） 载） ， 接收器输入电平可低到@’33:A。
功能 保护接地 发送数据 接收数据 请求发送 允许发送
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连接和使用 以便正 $%&’#’( 规定了信号之间的时序关系，
确地发送和接收数据。为实现远程数据通讯的需 要， 通常采用调制解调器（ 6789:）连接数据终端设 备与数据通讯系统， 如图 ! 所示。在短距离的数据 传输中， 计算机与设备的互连采用交叉跳线连接信 号线的方法— — —“ 零 6789:” 连 接 方 法 实 现 通 讯 。 “ 零 6789:” 连接方法如图 ’ 所示。在设备终端始终 处于准备好的场合， 不需要握手信号进行联络， 通
参
考
文
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
献：
［ ， 电工技术， # ］ 王 琦 , 用 -./)12 构 成 总 线 型 多 点 数 据 采 集 系 统 ［ 9］
［ ) ］ 刘明俊 , 计算机控制原理与技术 ［ %］ , 国防科技大学出版社，
［ 3 ］刘乐善 , 微型计算机接口技术及应用［ %］ , 华中理工大学出版社，
图5
)$*4 电流环接口标准的数据传输原理
$%&2’’? 标准连接如图 2 所示。
图’
“ 零 6789:” 的联接方法
图 2 $%&2’’? 标准传输线联接
图#
“ 三线” 双向接口联接
’ "#$%() 通讯接口 采用平衡发送和差分 $%&214 互连如图 4 所示， 接收方式来实现通讯。在发送端 .B, 将串行口的 经传 ..C 电平信号转换成差分信号 ?、 D 两路输出，
$%&’#’( 接 口 的 主 要 信 号 线 及 功 能 如 表 ! 所
表!
插针号 名称
!"4 $%&’#’( 接口标准存在的问题 $%&’#’( 接口主要信号线
插针号 名称 功能 数据建立就绪 信号接地 载波检测 数据终端准备就绪 振铃指示
（ !）由于 $%&’#’( 标准受到电容允许值的约 束， 其传输距离一般不超过 !4 米。 （ 当信号距 ’） $%&’#’( 标 准 要 求 信 号 地 共 用 ， 离较大时， 会使电平偏移较大， 将发生逻辑错误。 （ #） $%&’#’( 在 电 平 转 换 时 采 用 的 是 单 端 输 入 ; 输出， 传输过程中噪声的干扰， 会使信号发生畸 变， 故抗干扰能力差。 （ 2） $% &’#’( 标 准 的 最 高 数 据 传 输 速 率 为
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总第 31 卷 第 0)0 期
电测与仪表
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)$$# 年 第 0 期
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输后在接收端将差分信号还原成 !!" 电平信号。两 条传输线通常采用双绞线， 又是差分传输， 因此有 极强的抗共模干扰能力， 接收灵敏度也相当高。同 时， 最大传输率和最大传输距离也大大提高。如果 以 #$%&’( 速率传输数据， 最大传输距离为 #)*， 而 用 #$$+&’( 传输数据， 传输距离可达 #,)+*。如果降 低波特率， 传输距离还可进一步提高。用 -./012 可 实现多点互联， 最多可达 3) 台驱动器和 3) 台接收 器， 不仅可以实现半双工通讯， 而且可以实现全双 工通讯。