完善资料让更多小伙伴认识你，还能领取20积分哦，立即完善>
标签 > RS-422
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。
特性
RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为 1Mb/s。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。
名称由来
Electronic Industries Association （EIA ） 电子工业协会（EIA） 1924年成立的EIA是美国的一个电子制造商组织。EIA颁布了许多与电信和计算机通信有关的标准，并与其他协会如美国国家标准协会（ANSI）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）有密切联系，CCITT现称为国际电信联盟（ITU）。EIA在电信方面主要定义了调制解调器和计算机之间的串行接口。下表是一些常用的标准。物理层规范定义了37针（DB-37）、25针（DB-25）和9针（DB-9）连结器及相关电缆，另外还有电气特性，如每个针上的信号类型及信号时序。
相关介绍
RS-232-C 使用DB-25或DB-9连结器的串行连结标准，电缆最大长度50英尺。RS-449 定义了RS-422与RS-423子集的用DB-37连结的串行接口。RS-422 定义了平衡式多点接口。RS-423 非平衡数字接口。EIA-232，就是众所周知的RS-232，它定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的串行连结。这个标准被广泛采用。EIARS-232标准即CCITT的V．24标准。但CCITT V系列协议比EIA标准稍具优势，部分原因是由于它是欧洲的政府标准指定要使用的协议类型。EIA标准大部分和CCITT标准等价。例如Group3传真，一个传输率最高为9．6Kbps的传真机标准，是CCITT的T．4建议，也是EIA465标准。在结构化网络布线领域，EIA最近与电信工业协会（TIA）联合制定了商用建筑电信布线标准（EIA/TIA568和569）；这是一个在校园环境中使用数据级双绞线的分层布线系统的标准。这个标准提供的布线结构使得建筑设计者可以不必事先知道使用什么设备从而便于进行高速数据通信设备的布局。RS-422是差模传输，抗干扰能力强，能传1200米 RS232最多传输15米。
标准9针、标准25针、37针RS-422串口的引脚定义及知识
《设备监控技术详解》
3.3 串口线的制作和转换
串口的连接线受很多的限制，最典型的限制就是接口类型和连接线的作用，因为接口类型不同，则接口引脚不一样；连接线的作用不同，则线序不一样。要知道串口线的制作，首先要知道串口引脚的定义，然后根据串口连接线的作用决定线的顺序。
串口通信标准中，RS-232C、RS-422、RS-485的引脚定义各不相同，因而做线的方式也不相同。串口连接线中，延长线只是起到线长度的增加，因而线序只是原来线序的延长，而通信线，则要确保通信信号的正确连接，所以做线的方式也不尽相同。
在串口线的制作中，有三个非常重要的原则就是：
如果需要地线，则地线直接连接，其目的就是为了让双方有一个参照电平；
如果是延长线，则同名线号相连；
如果是通信线，则一端的发送连接另一端的接收。
3.3.1 串口引脚定义
3.3.1 串口引脚定义
串口的引脚定义，不仅取决于串口是公头，还是母头，还取决于从哪个方位来看。因为方位不同，效果也不相同。
从称呼上，“引脚”，又名“管脚”，或“针”，三者的英文名都是：Pin，本书混用“引脚”和“针”这两个名称。当然，这里针的概念是广义的针，因为这里的针既包括柱状的探头，也包括可以使柱状探头插入的插座式的针孔。
引脚的作用是实现连线，所以引脚的定义十分重要。
3.3.1.1 标准9针串口引脚定义
3.3.1.1 标准9针串口引脚定义
从前面的内容中，知道了串口外形，就可以继续了解其每个引脚的定义，这是做线的基础。无论是RS-232C、RS-422，还是RS-485，串口接口的外形、尺寸都是相同的，部件间可以通用互换，但其引脚的定义却各不相同，因此要了解串口做线，首先要知道串口各引脚的定义。
观察一个标准的串口，会发现串口无论是9针的标准串口物理外形（如图3.4所示），还是25针串口物理外形（如图3.6所示），如果横着看，都显示两排引脚。除了两排引脚这一特征之外，还有就是无论是公头，还是母头，两个引脚的外围呈现一边大、一边小的“等腰梯形”的形状（俗称“D形”）。9针引脚中，大的一边有5个引脚，小的一边有4个引脚。
拆开串口接口，会发现在串口接口的内侧，同样有9个引脚，其形状与外侧布局相同，各引脚位置，也都存在一一对应的关系，如图3.43所示。该引脚是用于焊接连线使用。当将该串口装到机箱上后，由机箱外部看到的线序和从机箱内部看到的线序不一样，考虑到本章将全面介绍串口的连接线的制作，二者的线序关系很重要，因而在做线章节中，专题讨论这一问题，详见第3.3.1.4 节。
本章除非专门说明，否则所有引脚线序都是指串口外侧的线序，各引脚编号及意义如图3.40所示。
根据图3.40的引脚顺序号，如果是作为RS-232C接口，则各引脚定义如表3.2所示。
表3.2 RS-232C引脚意义表
各引脚的电气特性为：
在TxD和RxD上，逻辑“1”为-3V~-15V； 逻辑“0”为+3V~+15V。
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上，信号有效为+3V~+15V；信号无效为-3V~-15V。
对于数据信号，逻辑“1”为低于-3V，逻辑“0”为高于+3V；对于控制信号，接通ON为低于-3V；断开OFF为高于+3V；-3V~+3V、低于-15V、高于+15V都表示电压无意义。
作为RS-232C接口，其各引脚由标准文档进行定义，所以也可以称为“标准引脚定义”。而作为RS-422和RS-485接口，则没有“标准”引脚定义的说法，因为RS-422和RS-485连通常的标准接口也没有，具体采用什么接口，接口中使用哪些引脚，完全取决于设备设计生产商自己的定义。不过，作为RS-422和RS-485标准本身，定义了按照这两个标准进行通信时，所必须提供的信号线，并且，实际的使用中，绝大多数厂商继续使用标准的串口接口作为其通信的硬件接口，所以才有前面所说“RS-232C/422/485”采用相同的硬件接口的说法。
RS-422采用的是4线模式，具体设备的名称与引脚定义由设备定义。表3.3是RS-422中各信号名称，与表3.2不同的是，此表中“序号”与引脚没有对应关系，只是表示一个流水号，在实际连线中，需要根据设备定义决定所在的引脚。
表3.3 RS-422引脚意义表
RS-485的信号有两种，一种是4线模式，另一种是2线模式。4线模式中各信号名称如表3.4所示。同表3.3一样，表中“序号”也只表示一个流水号。
表3.4 RS-485的4线信号线名称表
2线模式，其各信号名称如表3.5所示。
表3.5 RS-485的2线信号线名称表
3.3.1.2 标准25针串口的引脚定义
3.3.1.3 37针RS-422串口的引脚定义
3.3.1.4 角度和位置变化所引起的引脚顺序变化
3.3.1.4 角度和位置变化所引起的引脚顺序变化
宋朝诗人苏轼的诗《题西林壁》中有句“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，所讲述的是因参观者视角不同，导致所看到山的形状不同，而引发的称呼不同。在串口的引脚排序中也存在这一现象，虽然图3.40明确定义了由设备的机箱外部，看到设备机箱上串口的引脚定义，但当使用这一串口的角色发生变化时，就会发现，串口引脚的定义发生了变化。
如图3.43中，整个图中共有8个串口，如果按上下分，可以分为两排，上排四个是串口的实物图，下排四个分别是上排四个实物一一对应的示意图；如果按左右分，可以分为四列，其中左边两列是设备上的串口常用的模式，右边两列是连线上串口常用的模式，细分的话自左向右四列，可以分别理解为：设备内部的视图、设备外部的视图、连线外部的视图、连线内部的视图。按照上一节的定义，第二列的视图（即设备外部的视图）与上一节中图3.36所示的引脚示意图完全一样，因此该列的右上角应该是引脚1。根据对应关系，可以将图上所有的串口的“引脚1”标示出来，如图3.43所示。
通过上图比较，不难发现，引脚1具有相对性，而不能只以图3.40示意图中截图来判断引脚的序号。后面的连线都会参考这样的引脚规则。
但必须说明的是，以上只是标准接法，这种接法很大程度上取决于设备本身采用公头作为设备外部的接口，如果设备采用了母头作为其设备外部的暴露接口，则整个串口引脚的变化就是图3.40的左右角色互换，将左边当作是串口连接线，而将右边当成是设备。
3.3.1.5 非标准串口的引脚定义
3.3.1.5 非标准串口的引脚定义
除了上述标准接口之外，还有少数的非标接口，并且即使是采用了上述标准接口的设备，也有很多设备在设计的时候，没有按标准的接线方式进行设计。其中有设备本身特性限制的原因，但更多的是设备设计者自身的技术保护。
非标的串口由于形式更为多样，且没有规范进行统一，所以接口的引脚定义更是五花八门，互不兼容。如图3.7、图3.8和图3.10就是三种只使用了3线RS-232C标准的串口接线方式，另外还有一些设备采用如图3.44所示的RS-422接线方式。这种非标准串口的通信最重要的是保存好接口定义手册等文档，以备不时之需。
3.3.2 串口的转换与连接线制作
3.3.2 串口的转换与连接线制作
了解了串口的引脚定义之后，就可以做串口线了。根据前面的内容，可知要做一个串口线需要考虑的因素有：
设备的串口接口采用的是公头，还是母头。通常来说，监控端（一般是计算机端）使用的是公头的，所连接线的一端是母头，如果监控中使用了串口交换机，则监控端是网口接口，另一端视设备而定。
所采用的模式，如果是RS-232C模式，则至少使用3根线；如果是RS-422模式，则至少采用4根线；如果采用RS-485模式，则或者使用2根线，或者使用4根线。线可以采用电话线或双绞线，在采用双绞线的时候，一般用不完一股中8根线的时候，尽量不要在一根双绞线中的8根线传输2路或2路以上信号。
不同的模式，传输的距离也不同，如果是RS-232C模式，则最长为15米；如果是RS-422或RS-485模式，则最长为1100米。距离远的尽量采用绝缘层和屏蔽层以增加信号的强度。如果需要更远距离的传输，则需要在线的中间附加调制解调器（Modem）或其他相关信号中继设备。
以上所有模式都可以采用9引脚串口接口，但大多数模式都未用完接口的9个引脚，但不意味着未用的引脚可以随便再接其他的信号，或者未用的引脚与使用了的引脚有短路现象，因为有些电路在内部使用了这些引脚。
连接线在布线的时候，应避免空间上的急转弯或打结。
如前所述，RS-422/RS-485都没有定义具体的硬件接口形式，但定义了接线的信号。而RS-232C则使用标准串口作为其硬件的接口形式，并且定义了各引脚的定义，同时定义了接线的信号意义。因此实际使用中，RS-232C、RS-422、RS-485等串行通信都使用标准接口作为其通信接口。这样做的好处是规格通用，制作方便，不必做过多的区分，也不需要大量备件；缺点是线一旦做好，很难从外形上进行区分，当连接线比较多时，容易混用和错用。
虽然串口本身有9针串口（又称DB9）和25针串口（又称DB25）两种，但实际使用中，几乎都是9针的，所以下面将以9针为例进行说明。
3.3.2.1 串口模式和规格的转换（1）
3.3.2.1 串口模式和规格的转换（1）
串口的连接线制作中，常需要制作一些模式或规格的转换线。这种线相对简单，了解这种线的做法，有利于后面内容的理解。
1．公头/母头之间的延长线和互换线
在监控工程中，常常会遇到一些特殊的情况。如监控主机提供了标准串口的公头接口，被监控的设备直接提供了监控连接线，该线制作精良，且一端与设备直接连接，无法更换，但现实的情况下，该线的长度不足以与监控主机的串口相连，这时就需要制作一根延长线以弥补中间的距离。
由于延长线的只是将信号延长，因此所有参与传输的数据线将引脚序号相同的线，两两直接相连即可，并且既然是延长线，所以两端必定一端是公头，另一端是母头。其连线方式如图3.45所示。
延长线接法即可以用哪些线就连哪些线，也可以实现全连接，做到通用性更强，并且不必考虑要延长的是公头还是母头，其两端的互异性会自动解决这一问题。为了使示意图简捷，图中只连接了引脚2、3、5。
通常计算机和设备都使用公头作为其设备机箱对外展示的接口，但有些设备未按标准设计和制作，会导致其串口引脚顺序是对的，但公头和母头接反了，这时需要通过公头和母头转换的方式，将其转换过来。
转换线是特殊的延长线，所以其内部的连接方式也是将所有参与传输的数据线，引脚序号相同的线两两直接相连即可。所不同的是，转换线需要考虑要延长的接口是公头还是母头，如果要将公头转换为母头，则转换线应该两头都是母头；如果要将母头转换为公头，则转换线应该两头都是公头。其连线方式如图3.46所示。为了使示意图简捷，图中只连接了引脚2、3、5。
需要说明的是，无论是延长线还是互换线，都只是增长了线的长度，并没有信号中继的机制（如信号放大、滤波），所以延长线或互换线，及原有线的总长度仍然受限于所用线的长度限制，例如，RS-232C中，所有中间连线的总长，仍然不能超过15米。
2．RS-232C与RS-422/RS-485的互换
RS-232C、RS-422和RS-485两两之间，由于在电气参数，接线方式上都各有不同，因此无法直接相连，通常需要专门的转换电路来完成，这种电路通常已被作为设备单独出售，可以直接在市场上买到。此类设备中，以“RS-232C转RS-485”的应用最多，如图3.47所示。
3．串口转网口
串口转网口的设备所实现的不仅是网络TCP/IP协议和设备串口协议的互换，还是硬件网络RJ-45接口和串口接口电气性能的交换。因此，此类设备通常是一个独立的、相对较复杂的有源设备，在通信设备的概念中，可以归为“网关”类设备。
在第3.2.5.2 节中，有一个串口转网口的连接线模式（图3.27），并且该模式有三种原理和连接方式，但那里前两种的“网口转串口”方式和这里的“串口转网口”不是一个概念。那里是以网口作为媒介，根据网口和串口两种接口的共同特点，采用串口的通信数据作为通信数据进行转换。而那里的第三种和这里所说的“转换线”则是一个网关设备，该设备分别支持网口和串口，并自动完成二者的互换。二者的最大区分在于前者是一个连线，后者则是一个设备，体现在线的连接方式上，前者内部只有线缆的物理连接，而后者则是串口和网口分别连接到一个简易的主机上，该主机实现了数据的转换。
3.3.2.1 串口模式和规格的转换（2）
3.3.2.2 连接线的做法（1）
3.3.2.2 连接线的做法（1）
串口连接线首先要做到的是正确性，但这种看似简单的操作，实际上却非常麻烦，特别是对于第一次接触某个设备的初学者，因为当一根连线做好以后，连上设备，运行测试程序，如果不通，则很难判断是线做的不对，还是设备的协议命令有问题。
连接线的制作工艺也非常重要，好的做线不仅有利于设备参数的读设和报警的读取，而且还会避免因做线工艺而导致的读设的不稳定，这对于长时间不间断运行、需全天候监控的设备来说尤其如此；而差的做法不仅使读设产生不稳定，而且还有可能导致因短路、断路而引起的读取中断，甚至造成设备接口损坏。
提示 在串口线的制作中，有一个非常重要的原则就是：地线直接连接，一端的发送连接另一端的接收。前者是为了让双方有一个参照电平，后者则是确保正常通信的基础。
1．RS-232C的三线制接法
RS-232C标准规定了串口9个引脚的详细意义，但在实际的应用中，很少有设备的设计严格地遵守RS-232C标准，其主要原因是在大多数应用中，标准中的许多信号线并不都用的上，或用上后，虽然可以在稳定性、安全性上有所提高，但其设计代价过大，因而放弃使用这些信号线。最终，基于RS-232C标准的串口设计者总结出来，要实现最基本的通信，只需要使用数据发送、数据接收和共同地线这3根线即可，而采用这3根通信线制作串口连接线的方法通常称为“三线制接法”。
当采用“三线制接法”对9引脚串口进行连接的时候，根据三线制接法的原理，需要使用TxD数据发送、RxD数据接收和GND地线这3根线，而根据串口类制线的原则来看，一方的数据发送引脚需要连接另一方的数据接收引脚，一方的数据接收引脚也需要连接另一方的数据发送引脚，接地线同用，所以接地线与接地线相连。因此两端都是9引脚串口的“三线制接法”如图3.50所示。
两端都是9引脚的串口设备中，三线制接法引脚连接方式参见表3.9。
考虑到串口还有25针引脚的形式，但目前该引脚接口已很少使用，未来也即将会被淘汰，故此处不再一一图示，而只用表格列出。
如果两端都是25引脚的串口设备，则其引脚连接方式参见表3.10。
如果一端是9引脚，一端是25引脚的串口设备，则其引脚连接方式参见表3.11。
提示 连接线和转换器的作用不一样，所以其接线方式也不相同。
连接线的作用是通过双方引脚、协议的约定，将其连接起来形成通信。
转换器的作用是通过转换，将一种接口的形式转换为另一种接口的形式，但其引脚属性并没有发生变化，如发送引脚仍是发送引脚。当与对方相连的时候，仍然需要一个连接线连接双方。
所以表3.7和表3.11并不相同。
3.3.2.2 连接线的做法（2）
3.3.2.2 连接线的做法（2）
2．RS-232C全接法
通常情况下，三线相连的连接线已可以满足于大部分需要，但如果有些设备支持的线数多于3根线，则线也只能采用全接法。
两端都是9引脚的串口设备中，全连接法引脚连接方式为：
同样，对于25针引脚的形式，也因其很少使用，故不再一一图示，而只用表格列出。
如果两端都是25引脚的串口设备，则其引脚连接方式为：
如果一端是9引脚，一端是25引脚的串口设备，则其引脚连接方式为：
3．NPort接口接线法
上面曾提到，要突破一个系统只能有256个串口的限制，同时使设备的监控可以通过网络，甚至是跨越互联网，对远在千里之外的设备进行监控，要使用到串口交换机，并将其与互联网上的网络交换机、路由器等既有网络相连，最终实现网络的监控。
作为串口交换机的典型代表，下面以Moxa的NPort串口交换机为例进行说明，其他型号的串口交换机虽然与NPort串口交换机不兼容，做线方式不同，但制线思路方式一样。
NPort串口交换机的型号有很多，但用于设备监控领域的，主要型号有NPort 5610、NPort 5630和NPort 5650三种。三者的作用一样，并且都提供对16个串口设备的监控，三者的区别是NPort 5610只提供对RS-232C串口的转换，NPort 5630则可以提供RS-422和RS-485串口的转换，NPort 5650则可以同时提供对RS-232C/RS-422/RS-485串口的转换。
NPort串口交换机的优点很明显，作为串口与网口的转换设备，NPort串口交换机还是一个Web服务器，设备通过网线与交换机相连，进而连接到主机或互联网上，这使得监控主机可以通过Web浏览器（如Microsoft Internet Explorer）查看串口交换机的状态，以及各串口的参数状态。同时，又可以通过系统提供的API函数（参见第3.7.4 节）实现对设备的远程访问。
但NPort串口交换机有一个难以理解的缺点，就是不同型号的串口交换机，其接口对同类设备接口的引脚定义不同。例如NPort 5630和NPort 5650都支持对RS-422和RS-485，但二者的串口引脚却互不相同。这给设备的通用性带来较大的麻烦，如果系统中某型号设备出错，则只能再找一个同型号设备才能替换，不同型号同一功能的设备却因转换线不兼容而不能直接更换。
3.3.2.2 连接线的做法（3）
3.3.2.2 连接线的做法（3）
以上三个型号的NPort串口交换机都支持16个连接串口的网口和1个连接以太网的网口，为了区分这两种网口，称前者为“网口接口”，称后者为“网络接口”。并且，很显然，这17个网口都是网口的母头（即RJ-45网络水晶头的插座）形式，对于网口的公头、母头的引脚排列顺序，参见第4.1.2节内容。
提示 网口引脚序号的简易记忆法：
手持网线将网线置为要插入插座中的状态，所以网线的水晶头应该朝向对方，而线的部分朝向自己。
既然要看网口的引脚，当然要将引脚金属片（俗称“金手指”）朝上。
按以上两步定好方位后，引脚金属片自左向右分别为引脚1~引脚8。
NPort 5610串口交换机的“网口接口”，其引脚定义为：
表3.15 NPort 5610串口交换机网口接口引脚定义表
NPort 5630串口交换机的“网口接口”，其引脚定义为：
表3.16 NPort 5630串口交换机网口接口引脚定义表
NPort 5650串口交换机的“网口接口”，其引脚定义为：
表3.17 NPort 5650串口交换机网口接口引脚定义表
（续）
有了上述的引脚定义，就可以制作连接线了，如果想将上述设备的接口中引接出来仍然作串口，则相当于延长线，具体参见第3.3.2.1节内容；如果想将所做的线直接连接到设备上，则又相当于直接做连接线，参见其中连接线的做法。
3.3.3 连接实例：几种典型连接线制作
3.3.3 连接实例：几种典型连接线制作
网口通信线在制作好以后，只需要将网线接上主机和交换机，就可以通过通用的ping命令网络检测程序判断网线的好坏。而串口连接线的检测则相对较麻烦，由于串口连接线的制作会因设备的接口类型不同而不同，因而没有通用性。除非是一组完全相同类型的设备，可以通过互换法检测连接线的好坏，否则每一个新的连接线都得单独的测试，如果还没有针对该设备的测试程序，或者是测试程序刚开发出来，那么测试程序的正确性还要依赖于连接线进行测试，则这种“鸡生蛋、蛋生鸡”的循环逻辑更加大了串口线检测的困难。
3.3.3.1 制作一个简易串口程序检测器
3.3.3.1 制作一个简易串口程序检测器
如果是第一次做线，并且程序也是自己编写的，首要的第一步是先保证串口程序是对的，否则即使后面的做线和连接一切都正常，则仍然无法得到正确的结论。
要验证串口程序是对的，最简单的办法，就是直接将串口程序所在主机上，串口的发送引脚与接收引脚短路。以RS-232C为例，将串口的2、3两根引脚短路，则形成一个自收的回路。该回路中的发送对应于自己的接收，同时，自己的接收也对应于回路中的发送，自己的地线本来就是一个，也等价于相连。三者组合，正好对应于“三线制接法”。在该回路中，如果发送一条命令，该命令则会直接由发送引脚转到接收引脚上，形成了接收。所以串口程序无论发送什么命令，都立即会接收到相同的命令，根据这一原理，可以检测串口接收程序的正确性。
3.3.3.2 制作一个简易串口线检测器
3.3.3.2 制作一个简易串口线检测器
直接将计算机的串口2、3引脚短路，可以检测串口程序的正确性，是因为这种方法利用了“三线制接法”的原理。如果再引申一下，同样还可以用这一原理检测串口线的正确性。
同样以RS-232C为例，将串口通信线插接到计算机的串口上，然后将串口线另一端的2、3两个引脚短路，则同样形成一个自收的回路。该回路中，计算机的发送端通过连接线后，应该到达对方的接收端，此时虽然没有对方设备，但该接收端的线因为与对方发送端的线短路了，所以信号会经过短路线到达对方的发送端，而对方的发送端又与计算机主机的接收端相连，所以数据同样会到达接收端。
上述原理，对于串口延长线同样适用。
在确保程序没问题的情况下，如果在上述回路中，发送任何数据都能原样接收，则可以认为串口连接线或延长线的制作是对的，否则则表示线的制作有问题。
3.3.3.3 制作一个通用的串口线检测器
3.3.3.3 制作一个通用的串口线检测器
通常情况下，计算机外机箱上的串口和设备上的串口都是公头，所以常见的三线制接法所做的线，多为两头都是母头。在第3.3.2.2 节中已有详细说明，故此处不再重复，具体可参见该节，或参见图3.50。
3.3.3.4 NPort与串口设备的连接线制作
3.3.3.4 NPort与串口设备的连接线制作
上面的方式多为两端都是串口的串口线制作，如果采用NPort，则需要根据第3.3.2.2节中 NPort接口接线法制作，下面以2个实际的例子进行说明。
实例1 图3.54是一个某UPS不间断电源用户手册中的截图。
从图中可以看到，该设备的控制板卡上，有两个通信口，RS-232C和RS-485。根据查手册其他内容（未在界面上显示）可知，RS-232C用于内部控制，RS-485正是监控所要使用的串口，由图示的右边可知该RS-485使用的是2线的模式。其中引脚5用于“L-”，引脚9用于“L+”（其标号很显然是自定义的）。
由于NPort 56X0系列中，NPort 5610只能用于RS-232C，所以不能应用于此设备，如果使用了NPort 5630，则可以通过表3.16中查到，NPort 5630网口接口的引脚5和引脚6分别用于“Data-”和“Data+”的信号。因此其连线方式应该为：
网线的引脚5（Data-）接串口的引脚9（L+）；
网线的引脚6（Data+）接串口的引脚5（L-）。
如果使用了NPort 5650，则可以通过表3.17中查到，NPort 5650网口接口的引脚5和引脚6分别用于“Data+”和“Data-”的信号。因此其连线方式应该为：
网线的引脚5（Data-）接串口的引脚5（L-）；
网线的引脚6（Data+）接串口的引脚9（L+）。
实例2 图3.55是Metiq上变频设备用户手册的截图。
从图中可以看到，该设备的接口可以支持RS-422和RS-485，但某一具体的设备，则只能二选一，假设当前所用的设置采用的是RS-422接口，并且假设使用的串口交换机型号是NPort5630。
根据表3.16可知，NPort 5630中，RS-422的各引脚序号3~7依次为TxD+、TxD-、RxD-、RxD+、GND，而图3.55该设备信号分别如图所示。
所以，根据“发送对接收的原则”和RS-422不需要地线对接，其连线方式应该为：
网线的引脚3（TxD+）接串口的引脚9（Data In+）；
网线的引脚4（TxD-）接串口的引脚5（Data In-）；
网线的引脚5（RxD-）接串口的引脚3（Data Out-）；
网线的引脚6（RxD+）接串口的引脚7（Data Out+）。
3.4.1 串口直连
3.4 串口组网方式
串口组网不像网口组网那么普遍，也不像网口组网那么方便，但也确确实实可以组网。由于串口本身具有端到端通信的特色，因而即使以某种方式组网成功，也都是在监控主机和设备之间进行通信，各设备之间不能通信，并且通常情况下，除非是监控主机以广播的方式发送广播信息，否则在某一时刻也只有一个设备与监控主机进行通信。
3.4.1 串口直连
串口直连法是最直观，也是最简单的连接方式了，无论是在第3.2 节中，以哪种方式接出的串口，只要同时满足如下两个条件，即可采用这种直连方式。
1）在操作系统“设备管理器”的“端口（COM和LPT）”子树中可以看到该串口存在（可参见图3.62）。
2）有一个物理串口可以引出机箱之外，以便进行实际的物理连接。
在图3.56中，“机箱外物理串口”方式是通过串口直连；“由主板外接线引出的串口”和“由PCI总线或PCMCIA直接或间接转出的串口”方式都是在机箱内通过主板串口外接线（详见第3.2.3 节）、PCI卡（详见第3.2.4.1 节和第3.2.4.2 节）或PCMCIA卡（第3.2.4.3 节）直接或间接地将串口外接到机箱上，然后用等价于“机箱外物理串口”的方式进行连接；“映射出的串口”（USB口）则是通过USB转串口（图3.56“USB转串口”本身及左边的线）由机箱的USB口接出，然后再连串口线；“映射出的串口”（网口）则是通过网口转串口（图3.56“网口转串口”本身及左边的线）由机箱的网口接出，然后再连串口线，此时的网口已不再作为网口使用，而是由驱动程序将其映射为一个本地串口。
由图3.56可见，直连方式下的各设备完全是独立的，互相也不会存在干扰，性能稳定，这是该方式的优点；其缺点也是显而易见的，除了主机箱所带的物理串口方式，其他各方式都需要增加额外的硬件，而导致成本太高，并且所增加的硬件都会占用系统其他的资源（如PCI总线的插槽、PCMICIA卡、设备后面板对外的接口槽），因而还是有一些局限性。
提示 如果按第3.2 节中的方式，将硬件安装好了，但在“设备管理器”的“端口（COM和LPT）”中看不到所安硬件的串口号出现，则是因为该设备的驱动程序有问题，或是硬件故障。
3.4.2 USB-HUB方式组网
3.4.2 USB-HUB方式组网
在第3.2 节中提到，通过USB转串口线，可以实现由USB到串口的转换，进而实现与串口设备的连接，但该方法的缺点是USB转串口是一对一的，因而要控制几个设备不仅需要增加几个USB转串口的线，更重要的是需要设备提供对等数量的USB接口，而一般服务器通常最多只提供十个左右的USB接口，并且其中的部分接口还要给其他设备使用，如USB鼠标、USB键盘。
解决这一部分的办法就是先使用USB-HUB实现USB的一转多，然后再分别通过USB转串口的方式转成各个串口。
其组网模式如图3.57所示。
这种USB一转多的方式，虽然各个设备都共用一个串口，但USB 2.0的速度远超过串口的速度，所以对速度不会造成太大的影响，这种方式的缺点是由于层层连接，稳定性会差一些。
提示 由于USB口本身难以克服的缺点，例如很多USB口无法连续数十天稳定的工作，所尽量不要以这种组网方式进行专业级监控。
3.4.3 串口交换机组网
3.4.3 串口交换机组网
串口交换机组网的方式是最容易理解的，也是串口交换机的价值所在。其组网模式如图3.58所示。
3.4.4 并联方式
3.4.4 并联方式
除了上述方式之外，还有一种并联的组网方式，由于很像物理学上的并联关系，所以称为并联组网方式。其组网模式如图3.59所示。
在图3.59组网图中，根据“如果想实现通信，则每一端的‘发送引脚’连接对方的’接收引脚’”的原则，各连接方式如下：
RS-422/RS-485半双工连接方式
RS-422/RS-485端的T+（收发正端）连其他转换器的T-（收发负端）
RS-422/RS-485端的T-（收发负端）连其他转换器的T+（收发正端）
RS-422/RS-485端的GND（地）连其他转换器的GND（地）
RS-422双工连接方式
RS-422/RS-485端的T+（发送正端）连其他转换器的R+（接收正端）
RS-422/RS-485端的T-（发送负端）连其他转换器的R-（接收负端）
RS-422/RS-485端的R+（接收正端）连其他转换器的T+（发送正端）
RS-422/RS-485端的R-（接收负端）连其他转换器的T-（发送负端）
RS-422/RS-485端的GND（地）连其他转换器的GND（地）
对于这种并连方式，也有具体的连线设备，这种设备的示意图如图3.60所示。其接口外形实物图与图3.8和图3.10相似。
需要说明的是，分配器的外形和串口交换机相似，但其原理则完全不同，分配器只是一个内部并联的简单跳线装置，而串口交换机，则是具有自动切换、存储转发功能的交换设备。因此虽然图3.60的接口外形与图3.8和图3.10的接口外形很像，但图3.8和图3.10中的设备，其输入和输出都不一样（由图中输入“IN”是RS-232C，而输出“OUT”则是RS-485即可看出），因而其设备内部必然存在协议或连接的转换，所以图3.60所示的设备与图3.8和图3.10所示的设备原理也是不相同的。
在这种网络中，各个设备必须有一个互斥的“地址”，整个网络通常只有一个监控主机，所有通信命令都由监控主机发出，由于是并联关系，所发出的命令以“广播”的方式发给了所有被监控的设备，各个设备同时接收到了监控主机所发的命令，但在解析到命令中的“地址”后，会将解析的地址与自身设备的地址做比较，如果两个地址不同，则直接扔掉此信息；如果相同，则处理此信息。
这种组网模式有以下几个特点：
监控设备可以与被监控的设备进行通信，但各被监控的设备之间不能通信，而只能与监控主机进行通信。
在组网的时候，各被监控的设备通常需要手工地设置其“地址”，并且全网的地址不能重复。
该方式要求，设备只能采取“请求→回复”模式，即只有监控主机向设备请求了某个参数，设备才能回复监控主机结果，而不存在设备主动汇报状态的情况。否则因为各设备之间互相不知道对方是否要发送信息，就可能导致同一时刻同时有多个设备回复监控主机，而监控主机只有一个串口，于是这些同时产生的回复信号互相重叠，从而产生“碰撞”（Collision），进而导致信号相互干扰而全部失效。
设备中，各设备距离监控主机的最远距离不能大于所用线的最长距离限制。
各设备不要求一定是同种型号的设备，也不要协议一定要一致，但各设备对于不属于自己的协议，通常会扔掉，并且对于错误的协议也不会回复错误。
主要用于RS-485或RS-422，而不能用于RS-232C。
提示 虽然该方式条件苛刻，但在现实中，却有一定的实用性，后面要讲的MODBUS协议正好可以符合其各项条件。特别是在试验环境中，可以迅速组网，并且方便排查问题，但在工业监控环境中慎用。
3.4.5 串口连接线的检测与保护
3.4.5 串口连接线的检测与保护
串口连接线制作好以后，一般可以通过第3.3.3 节中的检测办法，先验证一下线序正确与否。不过，这种检验办法的不足在于，它只能验证线序的正确性，无法检测连接线制作的良好程度，如虚焊、接触不良等制作工艺上的问题，以及某些接口本身的特性会在长时间运行中暴露出来。
根据实际使用中的经验，总结如下：
USB参与的转换类串口，可以用于短时间内的设备检测，不适合工业监控，因为USB接口本身的设计与制作良莠不齐，通常会在使用数天至数十天后出现不稳定，这种不稳定有些只能通过重启监控主机的操作系统解决。
无论是哪种串口线，都未使用完所有引脚线，这会导致剩下的几个引脚线处于悬空未用的状态，这并不意味着设备的内部未使用这些引脚线。因此，如果用户在焊接时，错误地使用了这些引脚线，或造成了这些引脚线之间的短路，也会导致通信异常，甚至有可能烧坏电路，导致设备故障。从设计者的角度，一般也应该在敏感的引脚上加上光电转换的元件，以避免短路造成的损坏。
串口连接线与串口接口相连的时候，如果双方带电，则最危险的就是在连接的瞬间，双方的地线电位差过大（因为双方的地线是直接相连的），这会导致烧掉串口电路。因此，在拔插串口线的时候，至少要保护所拔插的串口公头和母头两端中，至少有一端处于断开状态。
组网时，应注意如下几点：
在组网时，设备的个数，RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，多节点构成网络时网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建时一个重要的事实就是：连通并不表示能用。连接线正确性检测较为容易，比如有设备可以通过在实际环境中的测试进行检验，但是连接线因设备数量过多而导致的不稳定，则较难检测和排查，这需要在设计的时候就尽量避免。
连接线的布线，其重要性不亚于连接线的制作。连接线在布线的时候，应避免空间上的急转或打结。
布线时应该尽量使用一条单一的连续的信号通道作为总线，从总线到节点的引出线尽量短，以便使信号在各支路末端反射后与原信号的叠加对总线信号的影响最低。
总线在布线时，应避免与动力线系统电源线靠近且平行布置，尽量与其距离远一些部署。
整个系统中尽量使用一种电缆。各收发器应尽量均匀分布于总线上，不能在某一段总线上安装过多的收发器，或将过长的分支引入到总线。
注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。
RS-422/485网络的传输介质一般选用专用的一股两根双绞的双绞线或是在标准网线双绞线中选择两根，在环境干扰比较大的时候，可以选用带屏蔽的双绞线，屏蔽层应在网络的源端单点接地，可有效地防止外界干扰。但不能使用普通的两根平行的电线，否则会因干扰过大而导致通信不畅，甚至导致通信中断。
当RS-485网络节点数量增加，大于32个或通信距离超过1200m时，应在网络中适当地加入RS-485中继器，并且最好是隔离型的，以保证网络的通信顺畅。另外，可以同时利用双绞线的空闲连线来共地和共电源，这样既解决了设备的供电问题，又解决了RS-485网络中共模干扰的问题。
RS-422和RS-485在通讯时，也会同样遭遇到一些连接问题，在这期间可能触发一些保护机制。本文将围绕网络失效保护和瞬态保护进行展开，详述其中的原因。
TAG-304陀螺仪专为特别恶劣的环境应用而开发，能够满足MIL-STD-810标准，承受极端的冲击和振动。此外，TAG-304陀螺仪完全数字化（RS-...
RS -485（EIA-485标准）是RS-422的改进，因为它增加了设备的个数，从10个增加到32个，同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性，以保证...
RS-422接口，也叫作EIA-422接口，是规定采用4线、全双工、差分传输、多点通信的数据传输协议。RS-422（EIA-422）接口常用于中短距离的...
并行接口，称为并口。并行端口使用25针D型连接头。所谓“并行”是指通过并行线路同时传输8位数据，从而大大提高了数据传输速度，但是并行传输线路的长度受到限...
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232...
RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422设备可以被RS-485控制。RS-485可以用超过4000英尺的线进行串行通行。
PLC串口通讯的知识 什么是串口通讯？什么是RS-232？什么是RS-422？
电气作业人员在使用PLC的时候会接触到很多的通讯协议以及通讯接口，最基本的PLC串口通讯和基本的通讯接口你都了解吗？ 1，什么是串口通讯？ 串口是计...
基于RS-485收发器实现完全半/全双工RS-485接口隔离
ADM2582E/ADM2587E是具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器，适合用于多点传输线路上的高速通信应用。其内部集成的RS-...
浅谈瑞盟科技·MS2581/MS2581M——低功耗 RS-422 接口电路
MS2581/MS2581M 是一款低功耗、高 ESD 能力的 RS422 通讯接口电路。提供方案和FAE支持，欢迎咨询了解
RS-232是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”...
RS-485 RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰...
Exar针对工业市场，推出坚固的RS-485收发器新产品家族
高性能模拟混合信号元器件和数据管理解决方案提供商Exar公司（纳斯达克：EXAR），针对严苛的工业环境所需的增强型容错和电压保护，发布了XR3080-...
典型RS-485/RS-422收发器芯片学习系列:MAX1487
MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器，每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。MAX1487的驱动器摆率不受限制，可以实现最...
Intersil推出可靠防故障型ISL3247xE系列收发器
Intersil公司今天宣布，推出集过压保护(OVP)、高静电放电(ESD)和宽共模范围于一体的可靠的、防故障型ISL3247xE、ISL3248xE和...
MAX3293/MAX3294/MAX3295 RS-485/RS-422通信发送器
MAX3293/MAX3294/MAX3295在标准54Ω负载条件下来保证+1.5V的幅度，符合RS-485规范。空载时传送器需要5mA的电源电流;低功...
RS-422/PVA是什么意思 RS-422 RS-422是一个串口通讯标准，它相比RS-232提供更长距离的通讯能
换一批
编辑推荐厂商产品技术软件/工具OS/语言教程专题
| 电机控制 | DSP | 氮化镓 | 功率放大器 | ChatGPT | 自动驾驶 | TI | 瑞萨电子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二极管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 无刷电机 | FOC | IGBT | 逆变器 | 文心一言 | 5G | 英飞凌 | 罗姆 |
| 直流电机 | PID | MOSFET | 传感器 | 人工智能 | 物联网 | NXP | 赛灵思 |
| 步进电机 | SPWM | 充电桩 | IPM | 机器视觉 | 无人机 | 三菱电机 | ST |
| 伺服电机 | SVPWM | 光伏发电 | UPS | AR | 智能电网 | 国民技术 | Microchip |
| 开关电源 | 步进电机 | 无线充电 | LabVIEW | EMC | PLC | OLED | 单片机 |
| 5G | m2m | DSP | MCU | ASIC | CPU | ROM | DRAM |
| NB-IoT | LoRa | Zigbee | NFC | 蓝牙 | RFID | Wi-Fi | SIGFOX |
| Type-C | USB | 以太网 | 仿真器 | RISC | RAM | 寄存器 | GPU |
| 语音识别 | 万用表 | CPLD | 耦合 | 电路仿真 | 电容滤波 | 保护电路 | 看门狗 |
| CAN | CSI | DSI | DVI | Ethernet | HDMI | I2C | RS-485 |
| SDI | nas | DMA | HomeKit | 阈值电压 | UART | 机器学习 | TensorFlow |
| Arduino | BeagleBone | 树莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 华秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
关注我们的微信
下载发烧友APP
德赢Vwin官网 观察
版权所有 © 湖南华秋数字科技有限公司
长沙市望城经济技术开发区航空路6号手机智能终端产业园2号厂房3层（0731-88081133）
德赢Vwin官网 （电路图） 湘公网安备43011202000918
工商网监
湘ICP备2023018690号-1
