3.1. Serieller UART
1. RS232
Vollduplex, Punkt-zu-Punkt, mehrere Meter.
Die von der Electronic Industries Association (EIA) entwickelte Standardschnittstelle für asynchrone Übertragung. Normalerweise erscheint die RS-232-Schnittstelle in Form von 9 Pins (DB-9) oder 25 Pins (DB-25).
Die vom RS-232-C-Standard vorgegebene Datenübertragungsrate beträgt 50, 75, 100, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 Baud.
RS-232-Punkt-zu-Punkt-Verbindung, ein serieller Port kann nur mit einem Peripheriegerät verbunden werden.
Der Signalpegelwert der Schnittstelle ist relativ hoch und der Chip der Schnittstellenschaltung kann leicht beschädigt werden. Da es nicht mit dem TTL-Pegel kompatibel ist, ist für die Verbindung mit dem TTL-Schaltkreis eine Pegelumwandlungsschaltung erforderlich. Die Übertragungsrate ist niedrig, bei der asynchronen Übertragung beträgt die Baudrate 20 Kbit/s
Die Übertragungsentfernung ist begrenzt, der Standardwert für die maximale Übertragungsentfernung beträgt 50 Fuß, tatsächlich kann er nur bei etwa 15 Metern verwendet werden.
2. RS-485
Halbduplex, Polling-Modus, ein Kilometer
Mit Netzwerkfunktion
RS485 hat Zweidraht- und Vierdrahtanschlüsse. Das Vierleitersystem kann nur eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation erreichen. Es wird jetzt nur noch selten verwendet. Heutzutage wird meist die Zweidraht-Anschlusstechnik verwendet. Diese Verdrahtungsmethode ist eine Bustopologie. Bis zu 32 Teilnehmer können am gleichen Bus angeschlossen werden.
Schauen wir uns unten die Eigenschaften von RS485 an:
(1) Der Schnittstellenpegel ist niedrig und der Chip kann nicht leicht beschädigt werden. Elektrische Eigenschaften von RS485: Die logische „1“ wird durch die Spannungsdifferenz zwischen zwei Drähten von +(2~6)V dargestellt; Die logische „0“ wird durch die Spannungsdifferenz zwischen zwei Drähten von -(2~6)V dargestellt. Der Schnittstellensignalpegel ist niedriger als bei RS232, es ist nicht leicht, den Chip der Schnittstellenschaltung zu beschädigen, und der Pegel ist mit dem TTL-Pegel kompatibel, der problemlos mit der TTL-Schaltung verbunden werden kann.
(2) Die Übertragungsrate ist hoch. Bei 10 Metern kann die maximale Datenübertragungsrate von RS485 35 Mbit/s erreichen, und bei 1200 m kann die Übertragungsgeschwindigkeit 100 Kbit/s erreichen.
(3) Starke Anti-Interferenz-Fähigkeit. Die RS485-Schnittstelle ist eine Kombination aus einem symmetrischen Treiber und einem Differentialempfänger, und die Fähigkeit, Gleichtaktstörungen zu widerstehen, wird verbessert, d. h. sie weist eine gute Anti-Rausch-Interferenz auf.
(4) Große Übertragungsentfernung und viele unterstützende Knoten. Der RS485-Bus kann mehr als 1200 m übertragen (Rate ≤100 Kbit/s) und unterstützt im Allgemeinen maximal 32 Knoten. Wenn ein spezieller 485-Chip verwendet wird, können 128 oder 256 Knoten erreicht werden, und das Maximum kann bis zu 400 Knoten unterstützen.
3. RS-422
Vollduplex, Point-to-Many, ein Kilometer
Insgesamt 5 Zeilen. Da der Empfänger über eine hohe Eingangsimpedanz verfügt und der Übertragungstreiber über eine stärkere Treiberfähigkeit als RS232 verfügt, ist es möglich, mehrere Empfangsknoten an dieselbe Übertragungsleitung anzuschließen, es können bis zu 10 Knoten angeschlossen werden. Ein Master-Gerät (Master) und der Rest sind Slave-Geräte (Slave). Die Slave-Geräte können nicht kommunizieren, daher unterstützt RS-422 die bidirektionale Punkt-zu-viele-Kommunikation. Die maximale Übertragungsentfernung von RS-422 beträgt 4000 Fuß (ca. 1219 Meter) und die maximale Übertragungsrate beträgt 10 Mbit/s.
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