[实用新型]两线制串行电流环通讯总线

说明书

本实用新型涉及一种异步串行有线数据通讯接口方式。

目前，公知的异步串行有线数据通讯形式总共有两类，即基带数字信号传输和采用调制解器电路的模拟信号传输两类形式，以下分别论述。

第一类：基带异步串行有线数字信号传输形式

目前，公知的属于此类基带数字信号传输形式的标准异步串行通讯接口方式现有三种，它们是：

1、RS232C（RS232A、RS232B）。

2、RS422、RS423和RS449。

3、20mA电流环。

现行的通用计算机上几乎全都采用了前两种或其中之一（第一种最多），第三种在常用计算机中都未采用，只是在一些专用数字仪表设备中使用，下面分述一下现有这三种接口方式在技术上的优缺点。

第一种：RS232C（RS232A、RS232B）异步串行通讯接口方式

在此接方式中，RS232A改进型为RS232B，而RS232B的改进型为RS232C，前两个现已不常用，现常用的几乎全是RS232C。

RS232C标准规定有25根连线，采用国际标准的D形25芯插座插头连接器，使用21条信号线，在一般直接通讯中仅用到几条信号线，大部分空闲，主要有发送数据线TXD（输出信号）第2脚，接收数据线RXD（输入信号）第3脚以及公共信号地线第7脚CWD这三条线。也就是说，采用现有RS232C异步串行通讯接口方式最少要用三条通讯线；另一方面，RS232C规定数字“1”的逻辑电平为－3V～－15V，数字“0”的逻辑电平为＋3V～＋15V，属于电压接口方式，数据传输速度为50～9600波特，电缆长度（通讯距离）限制在50英尺以内。

第二种：RS422、RS423和RS449异步串行通讯接口方式

这种接口方式是为了弥补RS232C的不足而后推荐公布的国际标准，也属于电压接口方式，最少也要用三条以上通讯线，由于采取了平衡发送等措施，通讯距离比RS232C较远一些。

第三种：20mA电流环接口方式

此种方式与前两种有一个很大的区别，它是把20mA电流作为逻辑“1”，把零电流作为逻辑“0”，也就是用电流信号的有无表示传送的数据位信号，属于电流环接口方式，有的计算机、电传机等就配有这种方式，但已有这种电流环接口方式有一个明显的不足，就是由两个电流环路才能构成双方通讯条件，每个电流环路只能采用单工通讯方式，也就是说要用4条通讯线来构成两个电流环路，并且这两个电流环路的驱动电源功率分别由相互通讯的两台设备的＋5V电源提供，通讯线路与设备之间有直接的电气连接，这样势必就降低了设备通讯工作的安全性和可靠性。但总的来说，由于现有20mA电流环接口方式采用已有光耦使两个电流环路之间实现了电气绝缘隔离，这和前两种电压接口方式相比在抗干扰性方面有了较大的改善，因此现有的20mA电流接口方式比RS232C方式通讯距离要远得多，采用9600波特以下的通讯速率可在两公里以内工作。速率较低时通讯距离还会更远一些。

以上是三种公知的标准异步串行通讯接口方式，除此之外，还有一种采用TTL或CNOS电平的非标准串行电压接口方式，其工作电源电压为＋5V，通讯距离很短，常用在仪器设备内电路，通讯线条数也是三条线，即一根发送线TXD、一根接收线RXD和一个公共信号地线GND。

第二类：采用调制解调器电路的模拟信号传输形式

上面论述的第一类基带数字信号传输形式，不论是采用电压方式还是采用电流方式，数据信号传输时在线路上都是以在1状态和0状态之间有明显突变的一系列方波和矩形脉冲存在，因此这种传输方式就只能在短矩离通讯线路和低速传输情况下使用，尤其是对长距离传输不利，因为长距离传输会使这种数字方波产生很严重的畸变，造成通讯出错，影响通讯正常进行，正是由于这种原因，所以对于几十公里以上的长距离数据通讯常常不采用第一类形式，而是采用调制解调技术，在通讯线路上传输用数字方波调制后的模拟信号，因为模拟信号在传输过程中不存在数字方波信号中的那种突变，模拟信号是一种电流电压连续变化频带相对较窄的信号，在传输过程中不易发生畸变，即是有些变化也容易通过滤波器等电路进行纠正，所以有更强的抗干扰性，正是由于上述原因，所以在目前所有的长途数据通讯中，几乎都采用调制解调方式。