串行通信接口的标准如下:
(1)RS-232C:美国 EIA(电子工业联合会)1969 年公布、至今仍在计算机与 PLC 中广泛使用。RS-232C 采用负逻辑,用 -15~-5 V 表示逻辑“1”、+5~+15 V 表示逻辑“0”,最大通信距离 15 m、最高传输速率 20 kb/s、只能一对一通信。可用 9 针或 25 针 D 型连接器、PLC 一般用 9 针、距离较近时只需 3 根线(图4-1)、第 7 脚为信号地。RS-232C 使用单端驱动、单端接收电路(图4-2),容易受公共地线电位差与外部引入干扰信号影响。
图4-1 RS-232C 的信号连接
图4-2 单端驱动单端接收
(2)RS-422A:美国 EIA 于 1977 年制定串行通信标准 RS-499、对 RS-232C 电气特性做了改进。RS-422A 是 RS-499 的子集、采用平衡驱动、差分接收电路(图4-3)、从根本上取消了信号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器、输入信号相同、两个输出信号互为反相信号(图4-3 中小圆圈表示反相)。外部输入干扰信号以共模方式出现、两根传输线上共模干扰信号相同,因接收器是差分输入、共模信号可互相抵消,只要接收器有足够抗共模能力就能从干扰中识别出有用信号、克服外部干扰影响。RS-422A 在最大传输速率(10 Mb/s)时允许最大通信距离 12 m、传输速率 100 kb/s 时最大通信距离 1200 m,一台驱动器可连接 10 台接收器。
图4-3 平衡驱动查分接收
(3)RS-485:RS-485 是 RS-422A 的变形。RS-422A 是全双工两对平衡差分信号、分别用于发送与接收;RS-485 为半双工、只有一对平衡差分信号线、不能同时发送与接收。使用 RS-485 通信接口与双绞线可组成串行通信网络构成分布式系统(如图4-4),系统中最多可有 32 个站、新的接口器件已允许连接 128 个站。
图4-4 RS-485 通信接口和双绞线组成串行通信网络