RS-485/RS-422在发送数据完成后,如何保持接收使能有效
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由于RS-485/RS-422在发送数据完成后,要求所有的发送使能控制信号关闭且保持接收使能有效,此时,总线驱动器进入高阻状态且接收器能够监测总线上是否有新的通信数据。但是由于此时总线处于无源驱动状态(若总线有终端匹配电阻时,A和B线的差分电平为0,接收器的输出不确定,且对AB线上的差分信号的变化很敏感;若无终端匹配,则总线处于高阻态,接收器的输出不确定),容易受到外界的噪声干扰。当噪声电压超过输入信号门限时(典型值±200mV),接收器将输出数据,导致对应的UART接收无效的数据,使紧接着的正常通讯出错;另外一种情况可能发生在打开/关闭发送使能控制的瞬间,使接收器输出信号,也会导致UART错误地接收。
解决方法:
1)在通讯总线上采用同相输入端上拉(A线)、反相输入端下拉(B线)的方法对总线进行钳位,保证接收器输出为固定的“1”电平;
2)采用内置防故障模式的MAX308x系列的接口产品替换该接口电路;
3)通过软件方式消除,即在通信数据包内增加2-5个起始同步字节,只有在满足同步头后才开始真正的数据通讯。
串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准。RS-422由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。
由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。
RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(ecommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485。 这里只介绍RS-232-C(简称232,RS232)。 例如,目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口,就是RS-232C接口。
连接器:由于RS-232C并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器,其引脚的定义也各不相同。
RS-232接口,也被称为串口,是电脑机箱后方常见的9芯插座,其旁边通常会标有“|O|O|”样式的标识。大多数机箱配备两个这样的接口,但新机箱可能只有一个,而笔记本电脑则可能不配备。该接口在工业仪器中广泛应用,作为标准通信端口,其通信内容和格式通常详述在仪器的用户手册中。
在数据传输方面,计算机与计算机或计算机与终端之间的通讯可以选择串行或并行两种方式。串行通讯因其线路需求少、成本低廉,特别是在远程传输时能有效避免多条线路特性不一致的问题,因此被广泛采用。
为了确保不同设备能够顺畅地连接和通讯,串行通讯要求双方遵循一个共同的标准接口。而RS-232-C接口,又称EIA RS-232-C,便是在这样的背景下诞生的。它由美国电子工业协会(EIA)于1970年联合多家行业领先企业共同制定,成为当时最受欢迎的串行通讯接口标准。
该标准全称为“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”。它详细规定了采用一个25个脚的DB25连接器,并对每个引脚的信号内容以及各种信号的电平进行了明确规定。
RS-232接口专为点对点通信设计,其驱动器能够驱动3至7kΩ的负载。正因如此,RS-232在本地设备间的通信中表现出色。
尽管RS-232接口在许多场合下都发挥着重要作用,但它也存在一些固有的不足。这主要体现在以下四个方面:
信号电平值较高,可能损坏接口电路的芯片。由于RS-232接口采用负逻辑关系,即逻辑“1”对应-3至-15V的电压,而逻辑“0”则对应+3至+15V的电压,这要求接收器能识别高于+3V的信号作为逻辑“0”,低于-3V的信号作为逻辑“1”。这种高电压标准可能会对接口电路造成损害。
传输速率相对较低。在异步传输模式下,其比特率仅为20Kbps。因此,在51CPLD开发板中,综合程序的波特率只能选择19200,这也限制了其应用范围。
采用共地传输方式,容易受到共模干扰。由于接口仅使用一根信号线和一根信号返回线构成共地传输,这种传输方式容易受到外界电磁干扰的影响,导致抗噪声能力较弱。
传输距离有限。根据标准规定,最大传输距离为50英尺(约15米),这在一定程度上限制了其在实际应用中的范围。