串行通信的接口标准

7.1.4　串行通信的接口标准

1．RS-232C

RS-232C是美国EIA（电子工业联合会）于1969年公布的串行通信接口协议，至今仍在计算机和可编程控制器等数字设备中广泛使用。

RS-232C采用负逻辑，用−5～−15V表示逻辑状态“1”，用+5～ +15V表示逻辑状态“0”。RS-232C的最大通信距离为15m，最高传输速率为20kbit/s，只能进行一对一的通信。RS-232C可以使用9针或25针的D型连接器，PLC一般使用9针的连接器，距离较近时只需要3根线如图7-4所示，其中GND为信号地。RS-232C使用单端驱动、单端接收的电路如图7-5所示，容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。

2．RS-422A

美国的EIA于1977年制定了串行通信标准RS-499，对RS-232C的电气特性作了改进，RS-422是RS-499的子集。RS-422采用平衡驱、差分接收电路如图7-6所示，从根本上取消了信号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输入信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。外部输入的干扰信号主要以共模方式出现，两根传输线上的共模干扰信号相同，因接收器是差分输入，共模信号可以互相抵消。只要接收器有足够的抗共模干扰能力，就能从干扰信号中识别出驱动器输出的有用信号，从而克服外部干扰的影响。

图7-4　RS-232C信号连接

图7-5　单端驱动单端接收

图7-6　平衡驱动差分接收

RS-422A在最大传输速率（10Mbit/s）时，允许的最大通信距离为12m。传输速率为100kbit/s时，最大通信距离为1200m。一台驱动器可以连接10台接收器。

3．RS-485

在实际工业控制中，要求以最少的信号线完成通信任务，在目前PLC组成的网络控制系统中广泛使用RS-485串行接口总线。RS-485是RS-422A的变形，RS-422A是全双工，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。RS-485为半双工，只是一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收。

如图7-7所示，使用RS-485通信接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统，系统中最多可以有32个网站，新的接口器件已允许连接128个站。

图7-7　RS-485网络

RS-485的特点是通信速率较高（速率可达10Mbit/s以上），具有较强的抗干扰能力，输出阻抗低，并且无接地回路，传输距离较远，适于远距离数据传输。