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RS232、RS485、RS422简明教程串行通讯概述•串行通讯协议有很多种，像RS232，RS485，RS422，甚至现今流行的USB等都是串行通讯协议。而串行通讯技术的应用无处不在。可能大家见的最多就是电脑的串口与Modem的通讯。记得在PC机刚开始在中国流行起来时(大约是在90年代前五年)，那时甚至有人用一条串行线进行两台电脑之间的数据共享。除了这些，手机，PDA，USB鼠标、键盘等等都是以串行通讯的方式与电脑连接。而我们工作性质的关系，所接触到的就更多了，像多串口卡，各种种类的具有串口通讯接口的检测与测量仪器，串口通讯的网络设备等。一．RS232的概念•RS-232-C接口（又称EIARS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970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。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”，该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。DB9和DB25的常用针脚定义•接口的电气特性•在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5—-15V；逻辑“0”+5—+15V。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号作为逻辑“1”。实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端.一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。Pin1CDReceivedLineSignalDetector(DataCarrierDetect)Pin2RXDReceivedDataPin3TXDTransmitDataPin4DTRDataTerminalReadyPin5GNDSignalGroundPin6DSRDataSetReadyPin7RTSRequestToSendPin8CTSClearToSendPin9RIRingIndicator9芯信号方向来自缩写描述1调制解调器CD载波检测2调制解调器RXD接收数据3PCTXD发送数据4PCDTR数据终端准备好5GND信号地6调制解调器DSR通讯设备准备好7PCRTS请求发送8调制解调器CTS允许发送9调制解调器RI响铃指示器注：调制解调器(在这里是一个例子，它可以是其它的RS232终端设备)常见的通讯方式是三线式，这种方式是将两个RS232设备的发送端(TXD)和接收端(RXD)及接地端(GND)互相连接。这种方式分别将两端的RS232接口的2--3,3---2,5(7)---5(7)针脚连接起来。其中2是数据接收线(RXD)，3是数据发送线(TXD)，5(7)是接地(RND)。如果有一台式PC，和一部NoteBook电脑，就可以用这种方式连线了。用三线式可以将大多数的RS232设备连接起来。但如果你认死了2--3,3--2,5(7)--5(7)对接这个理，会发现在连某些RS232设备时并不奏效。这是因为有些设备在电路内部已将2和3线调换过来了，你只要2,3,5(7)针一一对应就行了。什么是波特率•波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。因此信息传输速率即比特率在数值上和波特率有这样的关系。传输电缆长度•由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723内有三对双绞线，每对由22#AWG组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。附表2DEC公司的实验结果1英尺约等于0.3米二．RS422概述•RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。•RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。三.RS-485•1.RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。•2.RS-485的数据最高传输速率为10Mbps•3.RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。•4.RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。•5.因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔）。RS232、RS485、RS422的区别1.传输电缆长度•RS-232一般用于20m以内的通信。•RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。2.工作方式•RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线。发送线和接受线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题。•RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。RS485和RS422电路原理基本相同，都是以差动方式发送和接受，不需要数字地线。四.RS232、RS485、RS422的转换•在实际应用中，各种信号需要相互转换。例：要传一个几百米外的GPS信号到驾驶台计算机。GPS输出的是232信号，但距离太远信号会衰减。此时就要利用转换模块把232信号转换成422或485信号送到驾驶台，在终端再用转换模块转换成232信号进计算机。ADAM4520转换模块五.NEMA0183概念•NEMA0183协议是美国国家海洋电子协会(NationaIMarineElectronlcsAssociation)制定的航海方面数字信号协议标准。•NEMA0183定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实际上是一个ASCII码串。这种码直观，易于识别和应用。•船上的GPS、电罗经、潮位遥报仪、AIS等设备输出的都是这种语句。我们的疏浚定位系统就是接收这些语句来进行定位的。所以，我们很有必要来了解一下这些语句的大概定义。GPS数据格式•GPS与电脑通信时，通过串口每秒钟发送数条数据。如果和卫星通信正常，可以接收到的数据格式如下：$GP***，，2，3，4，5，6，7，8，9，10，，12*hh。其具体信息如下表所列。例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F•我们现在的疏浚定位系统只需要开头为“$GPGGA”与“$GPVTG”的与语，前者包含有经度纬度的信息，后者包含船速与船向的信息。电罗经的数据格式•电罗经的数据格式也与GPS一样，都是以”$”打头，”HE”指电罗经。•例：$HEHDT,167.5,T*2A。这个语句在软件里非常重要，它指出了现在的船艏向是167.5度。六.软件的设置•软件的设置也十分重要，很多时候系统没有数据是由于软件设置不正确引起的。这是航浚1001、1002轮软件ctrServer,所有的信号源都在这里设置，在蓝色“以太网”的上面是来源于MOXA卡网关的232信号，下面的COM1、COM2等是本计算机的本地串口信号。解锁后点选右键“设置端口属性”对话框里的IP地址指的是MOXA卡网关的IP地址，“端口号”指的是此罗经信号在MOXA卡网关里的设置的端口。注意在“网络端口允许”那打勾。设置本地端232信号时（即串口信号直接插在机器的串口上），点选“设置端口属性”左边窗口即是232信号源的参数设置，这个很重要，设置的不对就会收不到数据，特别要注意波特率要设置正确。七.故障判断•在实际施工过程中，我们有时会遇到GPS、罗经等信号在施工界面上不显示了，严重影响到施工的效率与精度，那么怎样才能找出问题所在并尽可能解决呢。•比如现在GPS信号没有了，我们首先要知道哪些原因会发生这种情况。•1.GPS未开或工作不正常•2.GPS未输出NEMA0183数据•3.输出缺少”$GPGGA”和”$GPVTG”打头的语句或“N”、”E”后面的坐标不正常（比如都为0）•4.网络崩溃或MOXA损坏•5.信号插头松脱接触不良检查步骤：•1.GPS是否开机并收到正常坐标。•2.关闭ctrserver,用“超级终端”是否能接收信号。如不能，可重启MOXA网关，并检查电缆是否松脱（包括MOXA背面的信号电缆和连接交换机的网线）•3.本地串口也可用“超级终端”检查是否信号正常。•4.可安装”NPORT-5610“软件检查MOXA卡网关是否正常连上局域网以及各信号源地的数设置是否准确。•5.若参数都设置正确，本地和网络都收不到信号，请及时报修。超级终端的使用方法•点击“开始”菜单—“程序”—“通讯”—“超级终端”，出现下面的图形:超级终端连接•任意输入一个名称，例如“aaa”，出现以下画面：超级终端呼叫连接时使用“TCP/IP(Winsock)”,主机地址输入MOXA网关IP地址，端口号输入相关设备对应的端口号：GPS端口：4001罗经端口：4002潮位遥报仪端口：4003按下“确定”键后，画面上将分别显示以下信息：如果是GPS信号，将有以下典型信息：$GPGGA,…………等信息。如果是罗经信号，将有以下典型信号：$HDDT,……….等信息如果是潮位信号，将有