单片机串行通信技术基础-PowerPointTempl

LOGO第六章单片机串行通信技术基础LOGO6.1串行通信总线标准及接口技术6.1.1串行通信接口三种串行通信的传送方式一、单工二、半双工三、全双工CompanyLogo常见的标准异步串行通信接口有：lRS-232ClRS-449lRS-422、RS-423lRS-485CompanyLogoRS-232C总线标准、芯片及接口电路美国电气工业协会（EIA）1969年推荐的RS-232C仍是目前最常用的串行通信总线接口之一。RS-232C标准接口是“使用二进制进行交换的数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口”。（1）RS-232C接口常用引线信号定义、分类及功能（2）RS-232C接口电气特性（3）电平转换芯片及接口电路CompanyLogo1310118129147C1+1C2+4GND15C1-3VCC16R1T1T2R2C2-5V-6V+2MAX232RXDTXDGNDIBMPCRXDTXDGND1.0μF1.0μF1.0μF1.0μF+5VRXDTXDGND8031基本系统RXDTXDGNDRS-232CMAX232芯片的通信接口电路图CompanyLogoRS-449/423/422/485标准总线接口及其应用RS-232C虽然使用广泛，但缺点也不少，已不能满足现代网络通信的许多要求，主要表现如下：（1）数据传输速率慢。RS-232C规定的最大20kbps的传输速率远不能满足用户日益增长的传输速率要求。（2）传送距离短。RS-232C接口一般规定电缆长度在15m以内，即使有较好的线路器件，优良的信号质量，电缆长度也不会超过60m。（3）未规定标准的连接器，因而出现了互不兼容的25芯和9芯连接器。（4）接口处各信号间容易产生串扰。CompanyLogo⑴RS-449标准接口RS-449在很多方面可代替RS-232C。两者的主要差别是信号在导线上的传输方法不同。RS-232C是利用传输信号线与公共地之间的电压差，RS-449接口是利用信号导线之间的信号电压差，可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90000bps。RS-449可以不使用调制解调器，它比RS-232C传输速率高，通信距离长，由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公用线通信，两台以上的设备可与RS-449通信电缆并联。CompanyLogo⑵RS-422A标准接口RS-422A是RS-449标准的子集。它具体通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平，实现终端的信息接收。RS-422A比RS-232C传输信号距离长，速度快，传输率最大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如90000波特率时，最大距离可达1200m。RS-422A每个通道要用二条信号线，如果其中一条是逻辑“1”状态，另一条就为逻辑“0”。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采用点对点通信方式。该标准允许驱动器输出为±2V～±6V，接收器可以检测到的输入信号电平可低到200mV。CompanyLogo⑶RS-423A标准接口RS-423A也是RS-449标准的子集。RS-423A规定为单端线，而且与RS-232C兼容．参考电平为地，要求正信号逻辑电平为200mV～6V，负信号逻辑电平为-200mV～-6V，RS-423A驱动器在90m长的电缆上传送数据的最大速率为100kbps，若降低至1000bps，则允许电缆长度为1200m。RS-423A允许在传送线上连接多个接收器，接收器为平衡传输接收器，因此允许驱动器和接收器之间有个地电位差。逻辑“1”状态必须超过4V，但不能高过6V；逻辑“0”状态必须低于-4V，但不能低于-6V。CompanyLogo⑷RS-485标准接口RS-485（半双工）是RS-422的变型，它是一种多发送器的电路标准，它扩展了RS-422A的性能，允许双导线上一个发送器驱动32个负载设备。负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器（发送器和接收器的组合）。RS－485电路允许共用电话线通信。电路结构是在平衡连接电缆两端有终端电阻，在平衡电缆上挂发送器、接收器、组合收发器。RS-485标准没有规定在何时控制发送器发送或接收机接收数据的规则。电缆选择比RS-422A更严格。RS-485最简单情况可由两条信号电路线组成。每条连接电路必须有接大地参考点，这电缆能支持32个发送／接收器对。每个设备一定要接地。这电缆应包括连至每个设备电缆地的第三信号参考线。也可使用接到设备机壳的屏蔽电缆。CompanyLogoGNDVcc1234A8765BRODEDIREDRMAX481／MAX483／MAX485／MAX487引脚配置和典型工作电路RtRt234Vcc8167GND5DRABMAX481/483/485/487234Vcc8167GND5DRABMAX481/483/485/487VccVccRERODEDIDIDERORECompanyLogoGNDVcc1234567814131211109RDGNDNCAYZBNCDENCDIRORE9105Vcc1421211GND6DRNC1NC8NC1334GND7MAX489/4919105Vcc1421211GND6DRNC1NC8NC1334GND7MAX489/491RtRtVccVccRERERORORODIDIDIDEDEDEMAX489/MAX491引脚图和典型工作电路CompanyLogo典型RS-485（半双工）通信网234167MAX481234167MAX481234167MAX481234167MAX481120Ω120ΩDEDEDEDIDIDIROROROREREREDEDIRORECompanyLogo34521112910MAX48934521112910MAX48934521112910MAX48934521112910MAX489120Ω120Ω120Ω120ΩDEDIROREDEDIROREDEDIROREDEDIROREMAX489/491全双工通信网CompanyLogo5、20mA电流环路串行接口20mA电流环是目前串行通信广泛使用的一种非标准接口电路。20mA电流环是一种异步串行接口标准，在每次发送数据时必须以无电流的起始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。电流环串行通信接口的最大优点是低阻传输线对电气噪声不敏感，而且易实现光电隔离，适用于长距离通信。CompanyLogo1274LS143474LS1490134.7kΩ330Ω150Ω9012LEDLED1kΩGNDVcc1+12V输入数据1kΩVcc21274LS14输出数据20mA20mA电流环接口电路LOGO6.2MCS-51单片机串行接口通信技术CompanyLogo1、单片机双机通信技术RXDTXDGND8051基本系统RXDTXDGNDRXDTXDGND8051基本系统RXDTXDGNDCompanyLogo采用RS-422标准的双机通信接口电路每个通道的接收端都接有三个电阻R1、R2、R3，其中R1为传输线的匹配电阻，取值范围在100Ω～1kΩ之间，其它二个电阻是为了解决第一个数据的误码而设置的匹配电阻。另外，光电耦合器必须使用二组独立的电源，才能起到隔离和抗干扰的作用。GND23175175231751741274LS053474LS05VCC1VCC3VCC3VCC3VCC223175175231751741274LS053474LS05VCC1VCC3VCC3VCC3VCC2TxDRxD8031基本系统TxDRxDTxDRxD8031基本系统TxDRxDCompanyLogo2、单片机多机通信技术RXDTXD8051RXDTXDRXDTXD8051RXDTXDRxDTxDRXDTXD8051RXDTXDRXDTXD8051RXDTXD主机0#从机1#从机n#从机............多机全双工通信连接方式