通信主要采用串行異步通信,其常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有rs-232c、rs-422a和rs-485等。
1.rs-232c
rs-232c是美國工業(yè)協(xié)會(huì)eia于1969年公布的通信協(xié)議,它的全稱是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(dte)和設(shè)備(dce)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。rs-232c接口標(biāo)準(zhǔn)是目前計(jì)算機(jī)和plc中最常用的一種串行通信接口。
rs-232c采用負(fù)邏輯,用-5~-15v表示邏輯“l(fā)”,用+5~+15v表示邏輯“0”。噪聲容限為2v,即要求接收器能識別低至+3v的信號作為邏輯“0”,高到-3v的信號作為邏輯“1”。rs-232c只能進(jìn)行一對一的通信,rs-232c可使用9針或25針的d型連接器,表1列出了rs-232c接口各引腳信號的定義以及9針與25針引腳的對應(yīng)關(guān)系。plc一般使用9針的連接器
表1 rs-232c接口引腳信號的定義
| 引腳號 (9針) | 引腳號 (25針) | 信號 | 方向 | 功能 |
| 1 | 8 | dcd | in | 數(shù)據(jù)載波檢測 |
| 2 | 3 | rxd | in | 接收數(shù)據(jù) |
| 3 | 2 | txd | out | 發(fā)送數(shù)據(jù) |
| 4 | 20 | dtr | out | 數(shù)據(jù)終端裝置(dte)準(zhǔn)備就緒 |
| 5 | 7 | gnd | 信號公共參考地 | |
| 6 | 6 | dsr | in | 數(shù)據(jù)通信裝置(dce)準(zhǔn)備就緒 |
| 7 | 4 | rts | out | 請求傳送 |
| 8 | 5 | cts | in | 清除傳送 |
| 9 | 22 | ci(ri) | in | 振鈴指示 |
如圖1a所示為兩臺計(jì)算機(jī)都使用rs-232c直接進(jìn)行連接的典型連接;如圖1b所示為通信距離較近時(shí)只需3根連接線。

圖1兩個(gè)rs-232c數(shù)據(jù)終端設(shè)備的連接
如圖2所示rs-232-c的接口采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的電路,容易受到公共地線上的電位差和外部引入的干擾信號的影響,同時(shí)還存在以下不足之處:

圖2單端驅(qū)動(dòng)單端接收的電路
1)傳輸速率較低,最高傳輸速度速率為20kbps。
2)傳輸距離短,最大通信距離為15m。
3)接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因?yàn)榕cttl電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與ttl電路連接。
2.rs-422
針對rs-232c的不足,eia于1977年推出了串行通信標(biāo)準(zhǔn)rs-499,對rs-232c的電氣特性作了改進(jìn),rs-422a是rs-499的子集。
如圖3所示由于rs-422a采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路,從根本上取消了信號地線,大大減少了地電平所帶來的共模干擾。平衡驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于兩個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器,其輸入信號相同,兩個(gè)輸出信號互為反相信號,圖中的小圓圈表示反相。外部輸入的干擾信號是以共模方式出現(xiàn)的,兩極傳輸線上的共模干擾信號相同,因接收器是差分輸入,共模信號可以互相抵消。只要接收器有足夠的抗共模干擾能力,就能從干擾信號中識別出驅(qū)動(dòng)器輸出的有用信號,從而克服外部干擾的影響。

圖3平衡驅(qū)動(dòng)差分接收的電路
rs-422在最大傳輸速率10mbps時(shí),允許的最大通信距離為12m。傳輸速率為100kbps時(shí),最大通信距離為1200m。一臺驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺接收器。
3.rs-485
rs-485是rs-422的變形,rs-422a是全雙工,兩對平衡差分信號線分別用于發(fā)送和接收,所以采用rs422接口通信時(shí)最少需要4根線。rs-485為半雙工,只有一對平衡差分信號線,不能同時(shí)發(fā)送和接收,最少只需二根連線。
如圖4所示使用rs-485通信接口和雙絞線可組成串行通信網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成分布式系統(tǒng),系統(tǒng)最多可連接128個(gè)站。

圖4采用rs-485的網(wǎng)絡(luò)
rs-485的邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)v表示,邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)v表示。接口信號電平比rs-232-c降低了,就不易損壞接口電路的芯片,且該電平與ttl電平兼容,可方便與ttl電路連接。由于rs-485接口具有良好的抗噪聲干擾性、高傳輸速率(10mbps)、長的傳輸距離(1200m)和多站能力(最多128站)等優(yōu)點(diǎn),所以在工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用。
rs-422/rs485接口一般采用使用9針的d型連接器。普通微機(jī)一般不配備rs-422和rs-485接口,但工業(yè)控制微機(jī)基本上都有配置。如圖5所示rs232c/rs422轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。

圖5 rs232c/rs422轉(zhuǎn)換的電路原理










