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第六章
单片机串行通信技术基础
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串行通信总线标准及接口技术
串行通信接口
三种串行通信的传送方式
一、单工
二、半双工
三、全双工
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常见的标准异步串行通信接口有：
lRS-232C
lRS-449
lRS-422、RS-423
lRS-485
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RS-232C总线标准、芯片及接口电路
美国电气工业协会（EIA）1969年推荐的RS-
232C仍是目前最常用的串行通信总线接口之一。
RS-232C标准接口是“使用二进制进行交换的数
据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间
的接口”。
（1）RS-232C接口常用引线信号定义、分类及功能
（2）RS-232C接口电气特性
（3）电平转换芯片及接口电路
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MAX232芯片的通信接口电路图
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RS-449/423/422/485标准总线接口及其应用
RS-232C虽然使用广泛，但缺点也不少，已不能满足现代网
络通信的许多要求，主要表现如下：
（1）数据传输速率慢。RS-232C规定的最大20kbps的传输速率
远不能满足用户日益增长的传输速率要求。
（2）传送距离短。RS-232C接口一般规定电缆长度在15m以内，
即使有较好的线路器件，优良的信号质量，电缆长度也不会超
过60m。
（3）未规定标准的连接器，因而出现了互不兼容的25芯和9芯
连接器。
（4）接口处各信号间容易产生串扰。
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⑴ RS-449标准接口
RS-449在很多方面可代替RS-232C。两者的主要差别是信号在
导线上的传输方法不同。RS-232C是利用传输信号线与公共地
之间的电压差，RS-449接口是利用信号导线之间的信号电压差，
可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90000bps。RS-
449可以不使用调制解调器，它比RS-232C传输速率高，通信距
离长，由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以
噪声低，又可以多点或者使用公用线通信，两台以上的设备可
与RS-449通信电缆并联。
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⑵ RS-422A标准接口
RS-422A是RS-449标准的子集。它具体通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成
电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平，
实现终端的信息接收。RS-422A比RS-232C传输信号距离长，速度快，传输率最
大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如
90000波特率时，最大距离可达1200m。
RS-422A每个通道要用二条信号线，如果其中一条是逻辑“1”状态，另一条
就为逻辑“0”。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器
几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采
用点对点通信方式。该标准允许驱动器输出为±2V～±6V，接收器可以检测到的
输入信号电平可低到200mV。
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⑶ RS-423A标准接口
RS-423A也是RS-449标准的子集。RS-423A规定为单端线，而且
与RS-232C兼容．参考电平为地，要求正信号逻辑电平为200mV
～6V，负信号逻辑电平为-200mV～-6V，RS-423A驱动器在90m
长的电缆上传送数据的最大速率为100kbps，若降低至1000bps，
则允许电缆长度为1200m。RS-423A允许在传送线上连接多个接
收器，接收器为平衡传输接收器，因此允许驱动器和接收器之
间有个地电位差。逻辑“1”状态必须超过4V，但不能高过6V；
逻辑“0”状态必须低于-4V，但不能低于-6V。
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⑷ RS-485标准接口
RS-485（半双工）是RS-422的变型，它是一种多发送器的电路标准，它扩展
了RS-422A的性能，允许双导线上一个发送器驱动32个负载设备。负载设备
可以是被动发送器、接收器或收发器（发送器和接收器的组合）。RS－485
电路允许共用电话线通信。电路结构是在平衡连接电缆两端有终端电阻，在
平衡电缆上挂发送器、接收器、组合收发器。RS-485标准没有规定在何时控
制发送器发送或接收机接收数据的规则。电缆选择比RS-422A更严格。
RS-485最简单情况可由两条信号电路线组成。每条连接电路必须有接大地
参考点，这电缆能支持32个发送／接收器对。每个设备一定要接地。这电缆
应包括连至每个设备电缆地的第三信号参考线。也可使用接到设备机壳的屏
蔽电缆。
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MAX 481／MAX 483／MAX 485／MAX 487引脚配置和典型工作电路
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MAX489/MAX491引脚图和典型工作电路
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典型RS-485（半双工）通信网
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MAX489/491全双工通信网
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5、 20mA电流环路串行接口
20mA电流环是目前串行通信广泛使用的一种非标准接口电路。
20mA电流环是一种异步串行接口标准，在每次发送数据时必
须以无电流的起始作为每一个字符的起始位，接收端检测到起
始位时便开始接收字符数据。
电流环串行通信接口的最大优点是低阻传输线对电气噪声不
敏感，而且易实现光电隔离，适用于长距离通信。
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20mA电流环接口电路
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MCS-51单片机串行接口通信技术
1、 单片机双机通信技术
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采用RS-422标准的双机通信接口电路
每个通道的接收端都接有三个电阻R1、R2、R3，其中R1为
传输线的匹配电阻，取值范围在100Ω～1kΩ之间，其它二个电
阻是为了解决第一个数据的误码而设置的匹配电阻。
另外，光电耦合器必须使用二组独立的电源，才能起到隔离
和抗干扰的作用。Company Logo
2、单片机多机通信技术
多机全双工通信连接方式
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