串口通讯布线及常见故障处理摘要.ppt

串口通讯布线及常见故障处理 1.串行通讯标准 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1969年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。 RS-232采用非平衡参考地信号,由于抗干扰和抗噪性的原因，存在着传输距离不太远(最大传输距离15m)和传送速率不高(最大位速率为20Kb/s)的问题。 1977年 EIA制定了RS-449标准，与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。另外,还有RS-485,它是RS-422的变形。RS-422、RS-423是全双工的,而RS-485是半双工的。在实际中最常用的通讯方式为RS-232、RS-485、RS-422，而其中绝大多数智能化设备都采用的是RS-485通讯。 2.串口电气特性 串行通信标准规定采用一个25个脚的 DB25接口，对接口的每个引脚的信号内容都做了规定，在实际通讯中不使用传送控制信号， 故经常使用的是经简化的DB9接口。 RS-232通讯方式时采用TxD 、RxD、GND三根线；RS-485通讯方式时采用TxD 、RxD两根线；RS-422通讯时采用TxD+、TxD-、RxD+、RxD- 四根线。 2.1.RS－232电气特性 逻辑1(MARK) =-3V～-15V，逻辑0 (SPACE) =+3～＋15V。 最高通讯数据速率为19.2Kb/S。 通讯距离一般为15米。 2.2.RS－232通讯存在的问题 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，且与TTL 电平不兼容，需使用电平转换电路才能与TTL电路连接。 传输速率较低，在异步传输时，波特率最高为19.2Kbps。 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。? ?? 传输距离有限，一般传输距离为15米，实际不超过50米。?? RS-232-C总线上只允许连接一台收发器，即一台上位机只能和一台下位机连接。 基于以上原因就出现了另一些通讯标准，RS-485是其中之一。 2.3.RS－422/485电气特性 接收器采用差分接受方式，即通过（V+）-（V-）≥0.2V，表示信“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”。输入灵敏度为200mV。该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。 RS-485的数据最高传输速率为10Mbps ，比RS-232快的多。RS-422电气特性和RS-485相似，一般较少使用RS-422通讯。 RS-485接口是采用差分接收方式，灵敏度为200mV即可识别。抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。 RS-485接口的最大传输距离约为为1200米，RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器；而RS-485接口在总线上是允许连接多达32个收发器。? 长的传输距离和多站能力等上述优点就使RS-485成为首选的串行接口。 ?? 3.通讯布线要点 RS-232通讯方式时，每条总线线只能连接一个收发器，通讯距离小于15米。采用RS-485通讯方式时，485总线传输距离一般可以达到1200米,其前提条件是通讯线质量较好，波特率适中（9.6k），负载设备较少。故RS-485通讯布线工作要按照以下一些方面来进行。 3.1.通讯线 通讯线选择时，线径应不小于0.5mm，且通讯距离越长通讯线内径应越粗，这样可以有效减小信号衰减，通常采用的通讯线线径为0.5-1.0mm。RS-485接收器的输入灵敏度为200mV，为防止信号干扰，需采用带屏蔽通讯线。485通讯采用差模通讯方式，双绞的抗干扰性较好，使用双绞线效果更好。 3.2.匹配电阻 485总线在通讯线的开始和末端，由于电缆的阻抗不连续，信号在这些地方会引起反射，总线反射会使接收器收到错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误，这样会引起通讯不通。理论计算出通讯距离不超过40米时，总线反射对通讯无影响。在实际运用时，通讯距离不超过100米可以不添加匹配电阻。超过100米时，若通讯误码率高，总线首尾匹配约120欧的电阻能有效防止信号反射。 3.3.通讯接线 RS-485为半双工模式，采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络，最好采用一条总线将各个节点串接起来。从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。 3.4.通讯共地 在RS-485通讯时只需要连接接收和发送两根线，但在同一条总线上电脑和的各个装置的通讯地要求共地。如果存在接受器和发送器不共地的情况，有可能很高的共模电压。在RS-485通讯方式下，收发器只有在共模电压不超出一定范围(-7V至+12