常用的外部匯流排有哪些（常見匯流排包括）
外部匯流排概述
ExternalBus（外部匯流排） ，通常所說的匯流排(Bus)指片外匯流排，是CPU與記憶體RAM、ROM和輸入/輸出裝置介面之間進行通訊的通路，也稱系統匯流排.外部匯流排又稱為通訊匯流排，用於計算機之間、計算機與遠端終端、計算機與外部裝置以及計算機與測量儀器儀表之間的通訊。該類匯流排不是計算機系統已有的匯流排，而是利用電子工業或其他領域已有的匯流排標準。外部匯流排又分為並行匯流排和序列匯流排，並行匯流排主要有IEEE-488匯流排，序列匯流排主要有RS232C、RS422C、RS485、IEEE1394以及USB匯流排等。
02. IEEE-488匯流排概述
IEEE-488 匯流排是並行匯流排介面標準。IEEE-488匯流排用來連線系統，如微計算機、數字電壓表、數碼顯示器等裝置及其他儀器儀表均可用IEEE-488匯流排裝配起來。它按照位並行、位元組序列雙向非同步方式傳輸訊號，連線方式為匯流排方式，儀器裝置直接並聯於匯流排上而不需中介單元，但匯流排上最多可連線15臺裝置。最大傳輸距離為20米，訊號傳輸速度一般為500KB/s，最大傳輸速度為1MB/s。
IEEE 488是一種並行的外匯流排，它是20世紀70年代由HP公司制定的。HP公司為了解決各種儀器儀表與各類計算機的介面時，由於互相不相容而帶來的連線麻煩，而研製了通用介面匯流排HP—IB匯流排。1975年IEEE以IEEE 488標準匯流排予以推薦，1977年國際電工委員會 (IEC)也對該匯流排進行認可與推薦，定名為IEC—IB。所以這種匯流排同時使用了IEEE—488，IEC—IB (IEC介面匯流排)，HP—IB (HP介面匯流排)或GP—IB (通用介面匯流排)多種名稱。由於IEEE 488匯流排的推出，當用IEEE 488標準建立一個由計算機控制的測試系統時，不要再加一大堆複雜的控制電路，IEEE 488系統以機架層疊式智慧儀器為主要器件，構成開放式的積木測試系統。因此IEEE 488匯流排是當前工業上應用最廣泛的通訊匯流排之一。
03. IEEE-488匯流排工作方式
IEEE 488匯流排介面結構如圖8.22所示 .利用IEEE 488匯流排將微型計算機和其它若干裝置連線在一起。可以採用序列連線，也可以採用星型連線。
圖8.22 IEEE 488匯流排介面結構
在IEEE 488系統中的每一個裝置可按如下3種方式工作。
(1) “聽者”方式這是一種接收器，它從資料匯流排上接收資料，一個系統在同一時刻，可以有兩個以上的“聽者”在工作。可以充當“聽者”功能的裝置有：微型計算機、印表機、繪圖儀等。
(2) “講者”方式這是一種傳送器，它向資料匯流排傳送資料，一個系統可以有兩個以上的“講者”，但任一時刻只能有一個講者在工作。具有“講者”功能的裝置有：微型計算機、磁帶機、數字電壓表、頻譜分析儀等。
(3) “控制者”方式這是一種向其它裝置釋出命令的裝置，例如對其它裝置定址，或允許“講者”使用匯流排。控制者通常由微型機擔任。一個系統可以有不止一個控制者，但每一時刻只能有一個控制者在工作。
在IEEE 488匯流排上的各種裝置可以具備不同的功能。有的裝置如微型計算機可以同時具有控制者、聽者、講者3種功能。有的裝置只具有收、發功能，而有的裝置只具有接收功能，如印表機。在某一時刻系統只能有一個控制者，而當進行資料傳送時，某一時刻只能有一個傳送器傳送資料，允許多個接收器接收資料。也就是可以進行一對多的資料傳送。
一般應用中，例如，微型機控制的資料測量系統，通過IEEE 488將微型機和各種測試儀器連線起來，這時，只有微型機具備控制、發、收3種功能，而匯流排上的其它裝置都沒有控制功能，但仍有收、發功能。當匯流排工作時，由控制者釋出命令，規定哪個裝置為傳送器、哪個為接收器，而後傳送器可以利用匯流排傳送資料，接收器從匯流排上接收資料。
04. IEEE-488匯流排的使用約定
(1) 資料傳輸速率≤1 MB/s。
(2) 連線在匯流排上的裝置 (包括作為主控器的微型機)≤15個。
(3) 裝置間的最大距離≤20 m。
(4) 整個系統的電纜總長度≤220 m，若電纜長度超過220 m，則會因延時而改變定時關係，從而造成工作不可靠。這種情況應附加調變解調器
(5) 所有資料交換都必須是數字化的。
(6) 匯流排規定使用24線的組合插頭座，並且採用負邏輯，即用小於 0.8V的電平表示邏輯“1”；用大於2V的電平表示邏輯“0”。
05. RS232C匯流排的概述
RS-232-C是美國電子工業協會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種序列物理介面標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C匯流排標準設有25條訊號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通訊，僅需幾條訊號線就可實現，如一條傳送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定的資料傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通訊距離將受此電容限制，例如，採用150pF/m的通訊電纜時，最大通訊距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通訊距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端訊號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用於20m以內的通訊。
06. RS232C的電氣特性
EIA－RS－232C協議對電器特性、邏輯電平和各種訊號線功能都作了規定。
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：
訊號有效（接通，ON狀態，正電壓）＝＋3V～＋15V
訊號無效（斷開，OFF狀態，負電壓）＝－3V～－15V
以上規定說明了RS－323C標準對邏輯電平的定義。
對於資料（資訊碼）：
邏輯“1"（傳號）的電平低於－3V，邏輯“0"（空號）的電平高於＋3V；對於控制訊號；接通狀態（ON）即訊號有效的電平高於＋3V，斷開狀態（OFF）即訊號無效的電平低於－3V，也就是當傳輸電平的絕對值大於3V時，電路可以有效地檢查出來，介於－3～＋3V之間的電壓無意義，低於－15V或高於＋15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±（3～15）V之間。
EIA－RS－232C協議與TTL轉換：
RS－232C協議是用正負電壓來表示邏輯狀態，與TTL以高低電平表示邏輯狀態的規定不同。因此，為了能夠同計算機介面或終端的TTL器件連線，必須在EIA－RS－232C協議與TTL電路之間進行電平和邏輯關係的變換。實現這種變換的方法可用分立元件，也可用積體電路晶片。目前較為廣泛地使用積體電路轉換器件，如MC1488、SN75150晶片可完成TTL電平到EIA電平的轉換，而MC1489、SN75154可實現EIA電平到TTL電平的轉換。MAX232晶片可完成TTL??EIA雙向電平轉換。
07. RS232C匯流排聯結器的機械性
聯結器：由於RS－232C協議並未定義聯結器的物理特性，因此，出現了DB－25、DB－15和DB－9各種型別的聯結器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種聯結器。
（1）DB－25：PC和XT機採用DB－25型聯結器。DB－25聯結器定義了25根訊號線，分為4組：
①非同步通訊的9個電壓訊號（含訊號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22
②20mA電流環訊號 9個（12，13，14，15，16，17，19，23，24）
③空6個（9，10，11，18，21，25）
④保護地（PE）1個，作為裝置接地端（1腳）
注意，20mA電流環訊號僅IBM PC和IBM PC/XT機提供，至AT機及以後，已不支援。
（2）DB－9聯結器
在AT機及以後，不支援20mA電流環介面，使用DB－9聯結器，作為提供多功能I/O卡或主機板上COM1和COM2兩個序列介面的聯結器。它只提供非同步通訊的9個訊號。DB－25型聯結器的引腳分配與DB－25型引腳訊號完全不同。因此，若與配接DB－25型聯結器的DCE裝置連線，必須使用專門的電纜線。
電纜長度：在通訊速率低於20kb/s時，RS－232C協議所直接連線的最大物理距離為15m（50英尺）。
最大直接傳輸距離說明：RS－232C協議規定，若不使用MODEM，在碼元畸變小於4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）。可見這個最大的距離是在碼元畸變小於4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小於4%的要求，介面標準在電氣特性中規定，驅動器的負載電容應小於2500pF。
08. RS422匯流排概述
RS-422是序列資料介面標準，最初都是由電子工業協會（EIA）制訂併發布的，RS-422由RS-232發展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通訊距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通訊介面，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低於100kb/s時），並允許在一條平衡匯流排上連線最多10個接收器。一種單機傳送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。
09. RS232、RS485和RS485的之間的區別
RS-232、RS-422與RS-485標準只對介面的電氣特性做出規定，而不涉及接外掛、電纜或協議，在此基礎上使用者可以建立自己的高層通訊協議。例如：視訊伺服器都帶有多個RS422序列通訊介面，每個介面均可通過RS422通訊線由外部計算機控制實現記錄與播放。視訊伺服器除提供各種控制硬體介面外，還提供協議介面，如RS422介面除支援RS422的Profile協議外，還支援 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協議。
RS-232、RS-422與RS-485都是序列資料介面標準，都是由電子工業協會（EIA）制訂併發布的，RS-232在1962年釋出。RS-422由RS-232發展而來，為改進RS-232通訊距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通訊介面，將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離延長到4000英尺（速率低於100Kbps時），並允許在一條平衡匯流排上連線最多10個接收器。RS-422是一種單機傳送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴充套件應用範圍，EIA又於1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通訊能力，即允許多個傳送器連線到同一條匯流排上，同時增加了傳送器的驅動能力和衝突保護特性，擴充套件了匯流排共模範圍，後命名為TIA/EIA-485-A標準。
1. S-232序列介面標準
目前RS-232是PC機與通訊工業中應用最廣泛的一種序列介面。RS-232被定義為一種在低速率序列通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232採取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發端的資料訊號是相對於訊號地。典型的RS-232訊號在正負電平之間擺動，在傳送資料時，傳送端驅動器輸出正電平在 5~ 15V，負電平在-5~-15V電平。當無資料傳輸時，線上為TTL，從開始傳送資料到結束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在 3~ 12V與-3~-12V。由於傳送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分佈電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20Kbps。RS-232是為點對點（即只用一對收、發裝置）通訊而設計的，其驅動器負載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地裝置之間的通訊。
2. RS-422與RS-485序列介面標準
（1）平衡傳輸
RS-422、RS-485與RS-232不一樣，資料訊號採用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。通常情況下，傳送驅動器A、B之間的正電平在 2~ 6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2V~6V，是另一個邏輯狀態。另有一個訊號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用於控制傳送驅動器與傳輸線的切斷與連線。當“使能”端起作用時，傳送驅動器處於高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別於邏輯“1”與“0”的第三態。
（2）RS-422電氣規定
由於接收器採用高輸入阻抗和傳送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連線多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主裝置（Master），其餘為從裝置（Salve），從裝置之間不能通訊，所以RS-422支援點對多的雙向通訊。RS-422四線介面由於採用單獨的傳送和接收通道，因此不必控制資料方向，各裝置之間任何必須的訊號交換均可以按軟體方式（XON/XOFF握手）或硬體方式（一對單獨的雙絞線）實現。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。
（3）RS-485電氣規定
由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通訊。RS-485匯流排，在要求通訊距離為幾十米到上千米時，廣泛採用RS-485 序列匯流排標準。RS-485採用平衡傳送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸訊號能在千米以外得到恢復。RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於傳送狀態，因此，傳送電路須由使能訊號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多訊號線。應用RS-485 可以聯網構成分散式系統，其允許最多並聯32臺驅動器和32臺接收器。RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至 12V之間，而RS-422在-7V至 7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網路中應用。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。
10. 序列匯流排協議轉換器
在計算機控制系統中，主機通常提供RS-232C標準介面。但在控制系統分佈較遠的情況下，單獨由RS232C不能實現遠距離的通訊任務，這時需要進行與RS485或RS422的轉換。完成這種轉換的器件很多，分為有源和無源兩種，有源轉換器需提供標準電源，無源轉換器利用RS232C內部的電源訊號供電。
11. 通用序列匯流排的概述
通用序列匯流排匯流排 的供應商(Universal Serial Bus, USB），是一種用於將適用USB的外圍裝置連線到主機的外部匯流排結構，主要用在中速和低速的外設。通用序列匯流排同時又是一種通訊協議，支援主機和USB的外圍裝置之間的資料傳輸。通用序列匯流排支援每秒12兆位元的資料速度。
使用通用序列匯流排，新的裝置可以被新增到你的計算機上，而不需要新增適配卡或者甚至是需要將計算機關閉。通用序列匯流排外圍匯流排標準是由康柏，IBM，DEC ，Inter，微軟，NEC，以及北方電信開發的，還有所有的計算機和裝置供應商免費提供的技術。。
12. 通用序列匯流排的傳輸方式
通用序列匯流排提供了四種傳輸方式，以適應各種裝置的需要。
1、控制傳輸方式：控制傳輸是雙向傳輸，資料量通常較小，主要用來進行查詢、配置和給通用序列匯流排裝置傳送通用的命令。控制傳輸主要用在主計算機和通用序列匯流排外設中端點０之間。
2、等時傳輸方式：等時傳輸提供了確定的頻寬和間隔時間。它被用於時間嚴格並具有較強容錯性的流資料傳輸，或者用於要求恆定的資料傳送率的即時應用中。例如進行語音業務傳輸時，使用等時傳輸方式是很好的選擇。
3、中斷傳輸方式：中斷方式傳送是單向的並且對於主機來說只有輸入的方式。中斷傳輸方式主要用於定時查詢裝置是否有中斷資料要傳送，該傳輸方式應用在少量的、分散的、不可預測的資料傳輸。鍵盤、遊戲杆和滑鼠就屬於這一型別。
4、大量傳輸方式：主要應用在沒有頻寬和間隔時間要求的大量資料的傳送和接收，它要求保證傳輸。印表機和掃描器屬於這種型別。
13. 通用序列匯流排特點
通用序列匯流排最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支援熱插拔（Hot plug）和即插即用 (Plug&Play)。當裝置插入時，主機列舉（enumerate）此裝置並載入所需的驅動程式，因此使用遠比PCI和ISA匯流排方便。
通用序列匯流排速度比平行埠並聯匯流排（Parellel Bus，例如EPP、LPT）與串聯埠匯流排（Serial Port，例如RS-232）等傳統電腦用標準匯流排快上許多。原標準中USB 1.1 的最大傳輸頻寬為 12Mbps，USB 2.0 的最大傳輸頻寬為 480Mbps。
通用序列匯流排的設計為非對稱式的，它由一個主機（host）控制器和若干通過hub裝置以樹形連線的裝置組成。一個控制器下最多可以有5級hub，包括Hub在內，最多可以連線127個裝置，而一臺計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標準不同，USB hub不需要終結器。
通用序列匯流排可以連線的外設有滑鼠、鍵盤、gamepad、遊戲杆、掃描器、數碼相機、印表機、硬碟和網路部件。對數碼相機這樣的多媒體外設USB已經是預設介面；由於大大簡化了與計算機的連線，USB也逐步取代並口成為印表機的主流連線方式。2004年已經有超過1億臺USB裝置；到2005年顯示器和高清晰度數字視訊外設是僅有的USB未能染指的外設類別，因為他們需要更高的傳輸速率。
14. 通用序列匯流排的電氣特性
詳細的USB的電器特性的相關內容是在USB規範。而在此，僅列出使用者所需注意的一些特性。如圖1所示，呈現了在全速裝置與PC主機之間電氣特性的連線。除了Vcc（＋5 V）與接地線外，需要特別注意的是D＋與D-的差動資料訊號線。首先，在連線至USB收發器之前必須先串接9O～44Ω的電阻。而後根據不同的USB設各的傳輸速度（全速或低速），改變在設各端的提升電阻1．5×（1±5％）kΩ的位置。這個提升電阻，也可視為設各端電阻。對於全速裝置（12 Mbps），就將提升電阻接至D＋訊號線與電源之間的位置。如果是低速設各（1．5 Mbps），就將提升電阻接到D一訊號線與電源之間的位置，如圖1．15所示。這個電壓源的範圍為3．0～3．6 V。但對於USB 2。0的高速傳輸，這個提升電阻被省略，改以自動切換的方式。最後，D＋與D-兩條訊號線在PC主機的根集線器或集線器端同時接上15 kΩ的下拉電阻並連至接地端。使用者也可視這些下拉電阻為集線器端電阻。
圖1 全速裝置與PC主機之間電氣特性的連線圖
圖2 低速裝置與PC主機之間電氣特性的連線圖
整個PC主機與裝置之間的電氣特性是如何操作的呢？首先，在裝置未連線至PC主機的根集線器或集線器的連線埠時，D＋與D-兩條訊號線因為下拉電阻的關係，幾乎都視為接地，但是若有一個設各剛連線上時，由於提升電阻（1．5 kΩ）與下拉電阻（15 kΩ）形成了一個分壓器；因此其中有一條資料訊號線（D＋或D-）的電位將被提升至電壓Vdc的90％左右。此時，當集線器檢測到其中的一條資料訊號線趨近3 Vcc，而另外一條仍維持接地狀態時就可確定有一裝置已連線上。PC主機會不斷地每隔一般時間來查詢根集線器，檢查D＋與D一的電位變化，以瞭解裝置的連線狀態
外部匯流排概述
ExternalBus（外部匯流排） ，通常所說的匯流排(Bus)指片外匯流排，是CPU與記憶體RAM、ROM和輸入/輸出裝置介面之間進行通訊的通路，也稱系統匯流排.外部匯流排又稱為通訊匯流排，用於計算機之間、計算機與遠端終端、計算機與外部裝置以及計算機與測量儀器儀表之間的通訊。該類匯流排不是計算機系統已有的匯流排，而是利用電子工業或其他領域已有的匯流排標準。外部匯流排又分為並行匯流排和序列匯流排，並行匯流排主要有IEEE-488匯流排，序列匯流排主要有RS232C、RS422C、RS485、IEEE1394以及USB匯流排等。
02. IEEE-488匯流排概述
IEEE-488 匯流排是並行匯流排介面標準。IEEE-488匯流排用來連線系統，如微計算機、數字電壓表、數碼顯示器等裝置及其他儀器儀表均可用IEEE-488匯流排裝配起來。它按照位並行、位元組序列雙向非同步方式傳輸訊號，連線方式為匯流排方式，儀器裝置直接並聯於匯流排上而不需中介單元，但匯流排上最多可連線15臺裝置。最大傳輸距離為20米，訊號傳輸速度一般為500KB/s，最大傳輸速度為1MB/s。
IEEE 488是一種並行的外匯流排，它是20世紀70年代由HP公司制定的。HP公司為了解決各種儀器儀表與各類計算機的介面時，由於互相不相容而帶來的連線麻煩，而研製了通用介面匯流排HP—IB匯流排。1975年IEEE以IEEE 488標準匯流排予以推薦，1977年國際電工委員會 (IEC)也對該匯流排進行認可與推薦，定名為IEC—IB。所以這種匯流排同時使用了IEEE—488，IEC—IB (IEC介面匯流排)，HP—IB (HP介面匯流排)或GP—IB (通用介面匯流排)多種名稱。由於IEEE 488匯流排的推出，當用IEEE 488標準建立一個由計算機控制的測試系統時，不要再加一大堆複雜的控制電路，IEEE 488系統以機架層疊式智慧儀器為主要器件，構成開放式的積木測試系統。因此IEEE 488匯流排是當前工業上應用最廣泛的通訊匯流排之一。
03. IEEE-488匯流排工作方式
IEEE 488匯流排介面結構如圖8.22所示 .利用IEEE 488匯流排將微型計算機和其它若干裝置連線在一起。可以採用序列連線，也可以採用星型連線。
圖8.22 IEEE 488匯流排介面結構
在IEEE 488系統中的每一個裝置可按如下3種方式工作。
(1) “聽者”方式這是一種接收器，它從資料匯流排上接收資料，一個系統在同一時刻，可以有兩個以上的“聽者”在工作。可以充當“聽者”功能的裝置有：微型計算機、印表機、繪圖儀等。
(2) “講者”方式這是一種傳送器，它向資料匯流排傳送資料，一個系統可以有兩個以上的“講者”，但任一時刻只能有一個講者在工作。具有“講者”功能的裝置有：微型計算機、磁帶機、數字電壓表、頻譜分析儀等。
(3) “控制者”方式這是一種向其它裝置釋出命令的裝置，例如對其它裝置定址，或允許“講者”使用匯流排。控制者通常由微型機擔任。一個系統可以有不止一個控制者，但每一時刻只能有一個控制者在工作。
在IEEE 488匯流排上的各種裝置可以具備不同的功能。有的裝置如微型計算機可以同時具有控制者、聽者、講者3種功能。有的裝置只具有收、發功能，而有的裝置只具有接收功能，如印表機。在某一時刻系統只能有一個控制者，而當進行資料傳送時，某一時刻只能有一個傳送器傳送資料，允許多個接收器接收資料。也就是可以進行一對多的資料傳送。
一般應用中，例如，微型機控制的資料測量系統，通過IEEE 488將微型機和各種測試儀器連線起來，這時，只有微型機具備控制、發、收3種功能，而匯流排上的其它裝置都沒有控制功能，但仍有收、發功能。當匯流排工作時，由控制者釋出命令，規定哪個裝置為傳送器、哪個為接收器，而後傳送器可以利用匯流排傳送資料，接收器從匯流排上接收資料。
04. IEEE-488匯流排的使用約定
(1) 資料傳輸速率≤1 MB/s。
(2) 連線在匯流排上的裝置 (包括作為主控器的微型機)≤15個。
(3) 裝置間的最大距離≤20 m。
(4) 整個系統的電纜總長度≤220 m，若電纜長度超過220 m，則會因延時而改變定時關係，從而造成工作不可靠。這種情況應附加調變解調器
(5) 所有資料交換都必須是數字化的。
(6) 匯流排規定使用24線的組合插頭座，並且採用負邏輯，即用小於 0.8V的電平表示邏輯“1”；用大於2V的電平表示邏輯“0”。
05. RS232C匯流排的概述
RS-232-C是美國電子工業協會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種序列物理介面標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C匯流排標準設有25條訊號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通訊，僅需幾條訊號線就可實現，如一條傳送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定的資料傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通訊距離將受此電容限制，例如，採用150pF/m的通訊電纜時，最大通訊距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通訊距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端訊號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用於20m以內的通訊。
06. RS232C的電氣特性
EIA－RS－232C協議對電器特性、邏輯電平和各種訊號線功能都作了規定。
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：
訊號有效（接通，ON狀態，正電壓）＝＋3V～＋15V
訊號無效（斷開，OFF狀態，負電壓）＝－3V～－15V
以上規定說明了RS－323C標準對邏輯電平的定義。
對於資料（資訊碼）：
邏輯“1"（傳號）的電平低於－3V，邏輯“0"（空號）的電平高於＋3V；對於控制訊號；接通狀態（ON）即訊號有效的電平高於＋3V，斷開狀態（OFF）即訊號無效的電平低於－3V，也就是當傳輸電平的絕對值大於3V時，電路可以有效地檢查出來，介於－3～＋3V之間的電壓無意義，低於－15V或高於＋15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±（3～15）V之間。
EIA－RS－232C協議與TTL轉換：
RS－232C協議是用正負電壓來表示邏輯狀態，與TTL以高低電平表示邏輯狀態的規定不同。因此，為了能夠同計算機介面或終端的TTL器件連線，必須在EIA－RS－232C協議與TTL電路之間進行電平和邏輯關係的變換。實現這種變換的方法可用分立元件，也可用積體電路晶片。目前較為廣泛地使用積體電路轉換器件，如MC1488、SN75150晶片可完成TTL電平到EIA電平的轉換，而MC1489、SN75154可實現EIA電平到TTL電平的轉換。MAX232晶片可完成TTL??EIA雙向電平轉換。
07. RS232C匯流排聯結器的機械性
聯結器：由於RS－232C協議並未定義聯結器的物理特性，因此，出現了DB－25、DB－15和DB－9各種型別的聯結器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種聯結器。
（1）DB－25：PC和XT機採用DB－25型聯結器。DB－25聯結器定義了25根訊號線，分為4組：
①非同步通訊的9個電壓訊號（含訊號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22
②20mA電流環訊號 9個（12，13，14，15，16，17，19，23，24）
③空6個（9，10，11，18，21，25）
④保護地（PE）1個，作為裝置接地端（1腳）
注意，20mA電流環訊號僅IBM PC和IBM PC/XT機提供，至AT機及以後，已不支援。
（2）DB－9聯結器
在AT機及以後，不支援20mA電流環介面，使用DB－9聯結器，作為提供多功能I/O卡或主機板上COM1和COM2兩個序列介面的聯結器。它只提供非同步通訊的9個訊號。DB－25型聯結器的引腳分配與DB－25型引腳訊號完全不同。因此，若與配接DB－25型聯結器的DCE裝置連線，必須使用專門的電纜線。
電纜長度：在通訊速率低於20kb/s時，RS－232C協議所直接連線的最大物理距離為15m（50英尺）。
最大直接傳輸距離說明：RS－232C協議規定，若不使用MODEM，在碼元畸變小於4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）。可見這個最大的距離是在碼元畸變小於4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小於4%的要求，介面標準在電氣特性中規定，驅動器的負載電容應小於2500pF。
08. RS422匯流排概述
RS-422是序列資料介面標準，最初都是由電子工業協會（EIA）制訂併發布的，RS-422由RS-232發展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通訊距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通訊介面，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低於100kb/s時），並允許在一條平衡匯流排上連線最多10個接收器。一種單機傳送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。
09. RS232、RS485和RS485的之間的區別
RS-232、RS-422與RS-485標準只對介面的電氣特性做出規定，而不涉及接外掛、電纜或協議，在此基礎上使用者可以建立自己的高層通訊協議。例如：視訊伺服器都帶有多個RS422序列通訊介面，每個介面均可通過RS422通訊線由外部計算機控制實現記錄與播放。視訊伺服器除提供各種控制硬體介面外，還提供協議介面，如RS422介面除支援RS422的Profile協議外，還支援 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協議。
RS-232、RS-422與RS-485都是序列資料介面標準，都是由電子工業協會（EIA）制訂併發布的，RS-232在1962年釋出。RS-422由RS-232發展而來，為改進RS-232通訊距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通訊介面，將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離延長到4000英尺（速率低於100Kbps時），並允許在一條平衡匯流排上連線最多10個接收器。RS-422是一種單機傳送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴充套件應用範圍，EIA又於1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通訊能力，即允許多個傳送器連線到同一條匯流排上，同時增加了傳送器的驅動能力和衝突保護特性，擴充套件了匯流排共模範圍，後命名為TIA/EIA-485-A標準。
1. S-232序列介面標準
目前RS-232是PC機與通訊工業中應用最廣泛的一種序列介面。RS-232被定義為一種在低速率序列通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232採取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發端的資料訊號是相對於訊號地。典型的RS-232訊號在正負電平之間擺動，在傳送資料時，傳送端驅動器輸出正電平在 5~ 15V，負電平在-5~-15V電平。當無資料傳輸時，線上為TTL，從開始傳送資料到結束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在 3~ 12V與-3~-12V。由於傳送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分佈電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20Kbps。RS-232是為點對點（即只用一對收、發裝置）通訊而設計的，其驅動器負載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地裝置之間的通訊。
2. RS-422與RS-485序列介面標準
（1）平衡傳輸
RS-422、RS-485與RS-232不一樣，資料訊號採用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。通常情況下，傳送驅動器A、B之間的正電平在 2~ 6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2V~6V，是另一個邏輯狀態。另有一個訊號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用於控制傳送驅動器與傳輸線的切斷與連線。當“使能”端起作用時，傳送驅動器處於高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別於邏輯“1”與“0”的第三態。
（2）RS-422電氣規定
由於接收器採用高輸入阻抗和傳送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連線多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主裝置（Master），其餘為從裝置（Salve），從裝置之間不能通訊，所以RS-422支援點對多的雙向通訊。RS-422四線介面由於採用單獨的傳送和接收通道，因此不必控制資料方向，各裝置之間任何必須的訊號交換均可以按軟體方式（XON/XOFF握手）或硬體方式（一對單獨的雙絞線）實現。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。
（3）RS-485電氣規定
由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通訊。RS-485匯流排，在要求通訊距離為幾十米到上千米時，廣泛採用RS-485 序列匯流排標準。RS-485採用平衡傳送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸訊號能在千米以外得到恢復。RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於傳送狀態，因此，傳送電路須由使能訊號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多訊號線。應用RS-485 可以聯網構成分散式系統，其允許最多並聯32臺驅動器和32臺接收器。RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至 12V之間，而RS-422在-7V至 7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網路中應用。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。
10. 序列匯流排協議轉換器
在計算機控制系統中，主機通常提供RS-232C標準介面。但在控制系統分佈較遠的情況下，單獨由RS232C不能實現遠距離的通訊任務，這時需要進行與RS485或RS422的轉換。完成這種轉換的器件很多，分為有源和無源兩種，有源轉換器需提供標準電源，無源轉換器利用RS232C內部的電源訊號供電。
11. 通用序列匯流排的概述
通用序列匯流排匯流排 的供應商(Universal Serial Bus, USB），是一種用於將適用USB的外圍裝置連線到主機的外部匯流排結構，主要用在中速和低速的外設。通用序列匯流排同時又是一種通訊協議，支援主機和USB的外圍裝置之間的資料傳輸。通用序列匯流排支援每秒12兆位元的資料速度。
使用通用序列匯流排，新的裝置可以被新增到你的計算機上，而不需要新增適配卡或者甚至是需要將計算機關閉。通用序列匯流排外圍匯流排標準是由康柏，IBM，DEC ，Inter，微軟，NEC，以及北方電信開發的，還有所有的計算機和裝置供應商免費提供的技術。。
12. 通用序列匯流排的傳輸方式
通用序列匯流排提供了四種傳輸方式，以適應各種裝置的需要。
1、控制傳輸方式：控制傳輸是雙向傳輸，資料量通常較小，主要用來進行查詢、配置和給通用序列匯流排裝置傳送通用的命令。控制傳輸主要用在主計算機和通用序列匯流排外設中端點０之間。
2、等時傳輸方式：等時傳輸提供了確定的頻寬和間隔時間。它被用於時間嚴格並具有較強容錯性的流資料傳輸，或者用於要求恆定的資料傳送率的即時應用中。例如進行語音業務傳輸時，使用等時傳輸方式是很好的選擇。
3、中斷傳輸方式：中斷方式傳送是單向的並且對於主機來說只有輸入的方式。中斷傳輸方式主要用於定時查詢裝置是否有中斷資料要傳送，該傳輸方式應用在少量的、分散的、不可預測的資料傳輸。鍵盤、遊戲杆和滑鼠就屬於這一型別。
4、大量傳輸方式：主要應用在沒有頻寬和間隔時間要求的大量資料的傳送和接收，它要求保證傳輸。印表機和掃描器屬於這種型別。
13. 通用序列匯流排特點
通用序列匯流排最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支援熱插拔（Hot plug）和即插即用 (Plug&Play)。當裝置插入時，主機列舉（enumerate）此裝置並載入所需的驅動程式，因此使用遠比PCI和ISA匯流排方便。
通用序列匯流排速度比平行埠並聯匯流排（Parellel Bus，例如EPP、LPT）與串聯埠匯流排（Serial Port，例如RS-232）等傳統電腦用標準匯流排快上許多。原標準中USB 1.1 的最大傳輸頻寬為 12Mbps，USB 2.0 的最大傳輸頻寬為 480Mbps。
通用序列匯流排的設計為非對稱式的，它由一個主機（host）控制器和若干通過hub裝置以樹形連線的裝置組成。一個控制器下最多可以有5級hub，包括Hub在內，最多可以連線127個裝置，而一臺計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標準不同，USB hub不需要終結器。
通用序列匯流排可以連線的外設有滑鼠、鍵盤、gamepad、遊戲杆、掃描器、數碼相機、印表機、硬碟和網路部件。對數碼相機這樣的多媒體外設USB已經是預設介面；由於大大簡化了與計算機的連線，USB也逐步取代並口成為印表機的主流連線方式。2004年已經有超過1億臺USB裝置；到2005年顯示器和高清晰度數字視訊外設是僅有的USB未能染指的外設類別，因為他們需要更高的傳輸速率。
14. 通用序列匯流排的電氣特性
詳細的USB的電器特性的相關內容是在USB規範。而在此，僅列出使用者所需注意的一些特性。如圖1所示，呈現了在全速裝置與PC主機之間電氣特性的連線。除了Vcc（＋5 V）與接地線外，需要特別注意的是D＋與D-的差動資料訊號線。首先，在連線至USB收發器之前必須先串接9O～44Ω的電阻。而後根據不同的USB設各的傳輸速度（全速或低速），改變在設各端的提升電阻1．5×（1±5％）kΩ的位置。這個提升電阻，也可視為設各端電阻。對於全速裝置（12 Mbps），就將提升電阻接至D＋訊號線與電源之間的位置。如果是低速設各（1．5 Mbps），就將提升電阻接到D一訊號線與電源之間的位置，如圖1．15所示。這個電壓源的範圍為3．0～3．6 V。但對於USB 2。0的高速傳輸，這個提升電阻被省略，改以自動切換的方式。最後，D＋與D-兩條訊號線在PC主機的根集線器或集線器端同時接上15 kΩ的下拉電阻並連至接地端。使用者也可視這些下拉電阻為集線器端電阻。
圖1 全速裝置與PC主機之間電氣特性的連線圖
圖2 低速裝置與PC主機之間電氣特性的連線圖
整個PC主機與裝置之間的電氣特性是如何操作的呢？首先，在裝置未連線至PC主機的根集線器或集線器的連線埠時，D＋與D-兩條訊號線因為下拉電阻的關係，幾乎都視為接地，但是若有一個設各剛連線上時，由於提升電阻（1．5 kΩ）與下拉電阻（15 kΩ）形成了一個分壓器；因此其中有一條資料訊號線（D＋或D-）的電位將被提升至電壓Vdc的90％左右。此時，當集線器檢測到其中的一條資料訊號線趨近3 Vcc，而另外一條仍維持接地狀態時就可確定有一裝置已連線上。PC主機會不斷地每隔一般時間來查詢根集線器，檢查D＋與D一的電位變化，以瞭解裝置的連線狀態
關於雲創硬見
雲創硬見是國內最具特色的電子工程師社羣，融合了行業資訊、社群互動、培訓學習、活動交流、設計與製造分包等服務，以開放式硬體創新技術交流和培訓服務為核心，連線了超過30萬工程師和產業鏈上下游企業，聚焦電子行業的科技創新，聚合最值得關注的產業鏈資源， 致力於為百萬工程師和創新創業型企業打造一站式公共設計與製造服務平臺。