常用物理层标准接口

在局域网的物理层，美国电子工业协会颁布的EIA RS-232C是最常用的标准接口。标准规定了RS-232C机械的、电气的、功能的和过程的特性。RS-232C的电气特性如下：

（1）发送端

最大输出电压（无负载时）：25V（绝对值）

最小输出电压（负载时）：5～15V（绝对值）

电源切断时最小输出阻抗：300Ω

短路时的最大输出电流：500mA（绝对值）

转换速度：最大30V/μs

（2）接收端

输入阻抗：3～7kΩ

图3-15 82586的引脚

注：（*）最小方式使用

V—* *的反相

输入临界值：3V（绝对值）

输入电压：最大25V（绝对值）(www.xing528.com)

RS-232C通信协议规定：能产生或接收数据的任一设备称为数据终端设备（DTE）；能将数据信号编码、解码、调制、解调，并能长距离传输数据信息信号的任一设备称为数据通信设备（DCE）。RS-232C采用25脚的D型接插件作为通信设备之间的机械连接部件，其机械尺寸如图3-16所示。

图3-16 RS-232C机械尺寸

RS-232C没有规定通信方式，实际应用时有3种通信方式：只能向一个方向传送数据的单工通信方式；可以在两个方向传送数据，但不能同时进行的半双工通信方式；可以同时在两个方向传送数据的全双工通信方式。

RS-232C控制链路使用标准的逻辑电平。5～25V电压电平表示逻辑“0”或数据位为0。-5～-25V电压电平表示逻辑“1”或者数据位为1。这是一种非标准的逻辑电平标准，在应用时，应使硬件设备的电压电平与此相匹配。

RS-232C的数据传送采用串行数据的格式。数据位组由5～8位组成。数据位组前有一个启动位（逻辑“0”），数据位组的后面紧接一个奇偶校验位，然后是1位、1.5位或2位的停止位（逻辑“1”）。数据位组根据使用的通信码决定采用几位，大多数集散控制系统的应用中是采用7位ASCII码，例如字符“A”表示成ASCII码是1000001（十六进制表示为41），如果采用奇校验，则校验位为1，这样，为传送“A”就需发出如下的脉冲串：01000001111。其中，采用了2位停止位。

数据传送时，当接收器接收到启动位信号脉冲时，先触发接收器内部时钟，接收器接收启动位并舍去它，然后，接收数据位组，并进行信息的校验，收到停止位时调整内部时钟使其停振。RS-232C提供的标准传输速率有50bit/s、75bit/s、110bit/s、150bit/s、200bit/s、300bit/s、600bit/s、1200bit/s、1800bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s。在集散控制系统中常用的传输速率有300bit/s、1200bit/s及9600bit/s。

选择传输速率应根据传输过程是否发生超限出错来决定。当两台设备之间的传输速率不匹配或者一台设备不能尽快处理传送来的数据时，就出现超限出错。通常采用降低传输速率的办法来克服超限出错。

RS-232C的引脚虽然有25个，但最简单的通信方式只需三根引线，最多可以用到22根引线。绝大多数的实际应用场合只需九根引线。表3-7是九线制时的引脚及功能。

表3-7 RS-232C九线制时的引脚及功能

当数据终端设备与数据通信设备之间距离较短时，可采用直接连接的方式，允许最大距离15m，距离较大时，采用调制解调器转接。由于RS-232C的传输率小于20kbit/s，传输距离短（15m），没有规定连接器，使有些方案互不兼容，且因使用不平衡发送/接收器，引入干扰，因此，EIA相继制定了RS-449及RS-485。

RS-449定义了RS-232C没有的10种电路功能，规定采用37脚连接器。而RS-422A和RS-423A是RS-449的标准子集。RS-422A采用平衡驱动和差分接收法，从根本上消除信号地线，消除了干扰引入。它的最大传输距离可达1200m，最大传输速率达1Mbit/s。

为了在工业环境下应用，要求用最少通信信号线来实施，RS-485就由此引入。它是RS-422的变型，RS-422是全双工，而RS-485为半双工。因此，只需一对平衡差分信号线。它用于多站互连十分方便，可连接32台发送器、32台接收器，可以串行通信，也可组成环形数据链路系统。用RS-485互联时，某一时刻两个站中只有一个站可以发送数据，而另一站只用于接收。因此，其发送电路需由发送器的使能端来控制。由于它可以高速（1Mbit/s）远距离（1200m）传送，因此，在许多智能仪器中用它作为现场总线接口，并经连网后组成集散系统的现场控制总线。