根據(jù)電子學(xué)的原理,運(yùn)用電子器件設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)就叫做電子技術(shù),其包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括 Analog (模擬) 電子技術(shù)和 Digital (數(shù)字) 電子技術(shù)。電子技術(shù)是對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù),處理的方式主要有:信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。
電路或稱(chēng)電子回路,也叫電子線路或稱(chēng)電氣回路,簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)或回路。是按一定方式連接起來(lái)的電器設(shè)備和元器件,是為電荷流通提供了路徑的總體,如電源、電阻、電容、電感、二極管、三極管、晶體管、IC和電鍵等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)、硬件。負(fù)電荷可以在其中流動(dòng)。
電流流過(guò)的回路叫做電路,又稱(chēng)導(dǎo)電回路。用電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等元器件就可以組成最簡(jiǎn)單的電路。電路導(dǎo)通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開(kāi)叫做斷路或者開(kāi)路。如果電路中電源正負(fù)極間沒(méi)有負(fù)載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個(gè)元件的兩端直接接通,此時(shí)電流從直接接通處流經(jīng)而不會(huì)經(jīng)過(guò)該元件,這種情況叫做該元件短路。開(kāi)路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因?yàn)殡娫吹亩搪窌?huì)導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞。
輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是3.5V,輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平>=2.0V,輸入低電平<=0.8V,噪聲容限是0.4V。
1邏輯電平電壓接近于電源電壓,0邏輯電平接近于0V。而且具有很寬的噪聲容限。
因?yàn)門(mén)TL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相連接時(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換:就是用兩個(gè)電阻對(duì)電平分壓,沒(méi)有什么高深的東西。
即集電極開(kāi)路門(mén)電路,OD門(mén),即漏極開(kāi)路門(mén)電路,必須外界上拉電阻和電源才能將開(kāi)關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開(kāi)關(guān)大電壓和大電流負(fù)載,所以又叫做驅(qū)動(dòng)門(mén)電路。
TTL電路有集電極開(kāi)路OC門(mén),MOS管也有和集電極對(duì)應(yīng)的漏極開(kāi)路的OD門(mén),它的輸出就叫做開(kāi)漏輸出。OC門(mén)在截止時(shí)有漏電流輸出,那就是漏電流,為什么有漏電流呢?那是因?yàn)楫?dāng)三機(jī)管截止的時(shí)候,它的基極電流約等于0,但是并不是真正的為0,經(jīng)過(guò)三極管的集電極的電流也就不是真正的 0,而是約0。而這個(gè)就是漏電流。開(kāi)漏輸出:OC門(mén)的輸出就是開(kāi)漏輸出;OD門(mén)的輸出也是開(kāi)漏輸出。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時(shí)候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門(mén)一般作為輸出緩沖/驅(qū)動(dòng)器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿(mǎn)足吸收大負(fù)載電流的需要。
TTL集成電路中,輸出有接上拉三極管的輸出叫做圖騰柱輸出,沒(méi)有的叫做OC門(mén)。因?yàn)門(mén)TL就是一個(gè)三級(jí)關(guān),圖騰柱也就是兩個(gè)三級(jí)管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出,高電平400UA,低電平8MA)
RS-232C標(biāo)準(zhǔn)(協(xié)議)的全稱(chēng)是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn),其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì),RS(recommeded standard)代表推薦標(biāo)準(zhǔn),232是標(biāo)識(shí)號(hào),C代表RS232的最新一次修改(1969),在這之前,有RS232B、RS232A。。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。
EIA-RS-232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。
在TxD和RxD上:邏輯1(MARK)=-3V~-15V
邏輯0(SPACE)=+3~+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上:
信號(hào)有效(接通,ON狀態(tài),正電壓)=+3V~+15V
信號(hào)無(wú)效(斷開(kāi),OFF狀態(tài),負(fù)電壓)=-3V~-15V
以上規(guī)定說(shuō)明了RS-323C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)(信息碼):邏輯“1”(傳號(hào))的電平低于-3V,邏輯“0”(空號(hào))的電平高于+3V;對(duì)于控制信號(hào);接通狀態(tài)(ON)即信號(hào)有效的電平高于+3V,斷開(kāi)狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無(wú)效的電平低于-3V,也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí),電路可以有效地檢查出來(lái),介于-3~+3V之間的電壓無(wú)意義,低于-15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無(wú)意義,因此,實(shí)際工作時(shí),應(yīng)保證電平在±(3~15)V之間。
EIA-RS-232C與TTL轉(zhuǎn)換:EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài),與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此,為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接,必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件,也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件,如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換,而MC1489、SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換。
RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,現(xiàn)很少采用,現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式,這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以?huà)旖?2個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式,即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下,連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。而忽略了信號(hào)地的連接,這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患,這有二個(gè)原因:(1)共模干擾問(wèn)題: RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào),系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍,RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7~+12V,只有滿(mǎn)足上述條件,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠,甚至損壞接口。(2)EMI問(wèn)題:發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路,如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地),就會(huì)以輻射的形式返回源端,整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。
由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口,有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路:(1)通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào),對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。(2)通過(guò)PCI多串口卡,可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類(lèi)型的擴(kuò)展卡。
RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱(chēng)是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線,共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn),最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備(Master),其余為從設(shè)備(Salve),從設(shè)備之間不能通信,所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發(fā)端最大負(fù)載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道,因此不必控制數(shù)據(jù)方向,各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對(duì)單獨(dú)的雙絞線)。 RS-422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米),最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在 100kb/s速率以下,才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為 1Mb/s。