通信原理实验四RS422

本科实验报告实验名称：RS232与RS422接口实验课程名称：通信原理实验时间：06.08任课教师：李祥明实验地点：4-434实验教师：实验类型：□原理验证□综合设计□自主创新学生姓名：高畅学号/班级：1120111445/05811101组号：34学院：信息与电子学院同组搭档：敬汉丹专业：信息工程（本硕博）成绩：RS422接口实验一、实验目的熟悉RS422的基本特性和应用二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台三、实验原理一个数据通信设备在与外部进行信息交换时，一般是通过数据接口进行。在数据接口中主要是传输两类信息：（１）数据；（２）时钟。有时也只有数据信息而没有时钟信息，这时时钟信息将由接收端从接收数据流中提取出来。数据接口的设计取决于应用场合。复杂的接口可包括物理层、链路层等，简单的只包括物理层：即物理结构与信号方式的定义（信号的传输方式）。在信号传输方式方面，目前可选的种类很多：TTL、RS232、RS422、V35、ECL等。信号传输方式的选择与信号的速率、传输距离、抗干扰性能等有关。对于低速、近距离信号的传输可采用TTL方式，对于一般略高速率、距离较近时可选用RS232方式。随着距离的增加、信号速率的提高可采用RS422、V35等信号方式，对于很高的信号速率通常采用ECL信号接口方式。RS422是电气设备之间常用的数据接口标准之一。采用平衡接口传输方式，当−+−ooVV为正时，为数据0，当−+−ooVV为负时为数据1。在通信原理综合实验系统中，RS422接口采用接口专用集成芯片SN75172与SN75173。SN75172完成由TTL-RS422的电平转换；SN75173完成由RS422-TTL的电平转换。该功能的电原理框图如图8.1.1所示。在该模块中，测试点的安排如下：1、TPH01：发送时钟2、TPH02：接收时钟3、TPH03：接收数据4、TPH04：RS422译码输出其余测试点安排在JH02连接头的外部自环接头上。自环连接头的制作见图8.1.2。四、实验步骤准备工作：为便于引入观测信号，将来自解调器的数据送往RS422端口进行测试，测试系统连接参见图8.1.3所示。首先建立射频信道自环；将汉明编码模块内工作方式选择跳线开关SWC01中的汉明编码使能开关H_EN短路器拔除，汉明译码模块内工作方式选择跳线开关KW03中的汉明译码使能开关H_EN短路器拔除，让汉明编码/译码模块处于旁通状态；通过菜单选择让系统运行在BPSK（或FSK）方式。1.发送数据测试从汉码编码模块选择m序列（序列选择方法见汉明编码实验一节），用示波器同时观测汉明编码模块的发送数据测试点TPC05和同步数据接口模块输出数据测试点TPH03。正常情况此两点波形码应该一致。否则检查解调器眼图、调制器眼图、自环测试电缆、相关跳线开关设置等。图1TPC05和TPC032.测试TTL→—RS422转换特性插上自环连接插头（在老师指导下，用短路器或10针排线连接头由同学自己制作），用TPH03数据作示波器同步，观测RS422自环插头上的测试点TPH0A、TPH0B波形信号，分析信号特征，记录测试结果。图2TPH03和TPH0A图3TPH03和TPH0B分析：通道1为TPH0A,通道2为TPH03，可以观察到TPH0A与TPH03波形幅值相反，相位相同，且脉冲上没有抖动。TOH0B与TPH0A波形相同。3.测试RS422→—TTL转换特性插上自环连接插头，用示波器同时观测测试点TPH03和TPH04数据波形，测量时用TPH03同步。观测经RS422转换为TTL后的信号波形。图4通道1TPH04,通道2TPH03思考：如果将测试头上信号线连接成④→⑥、⑧→②，测试点TPH03和TPH04数据波形将会发生什么变化？分析：TPH03波形不变，TPH04波形与TPH03波形相同。五、思考题1、阐述RS422接口特性；答：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。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。RS232接口实验一、实验目的熟悉RS232接口的基本特性和应用二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台三、实验原理数据通信设备与外部进行信息交换时，一般是通过数据接口进行。在数据接口中主要是传输两类信息：（１）数据；（２）时钟。有时也只有数据信息而没有时钟信息，这时时钟信息将由接收端从接收数据流中提取出来。数据接口的设计取决于应用场合。复杂的接口包括物理层、链路层等，简单的只包括物理层：即物理结构与信号方式的定义（信号的传输方式）。在信号传输方式方面，目前可选的种类很多：TTL、RS232、RS422、V35、ECL等。信号传输方式的选择与信号的速率、传输距离、抗干扰性能等有关。对于低速、近距离信号的传输采用TTL方式，对于一般较高速率、距离较近时可选用RS232方式。随着距离的增加、信号速率的提高可采用RS422、V35等信号方式，对于很高的信号速率通常采用ECL信号接口方式。RS232是电气设备之间常用的串行数据接口标准之一。RS232电气接口具有以下特点：RS232是一种不平衡接口，信号源开路电压小于25V，负载阻抗3000到7000Ω，负载电容小于2500pF。在接口端电压低于–3V时确定为1，接口电压高于3V时确定为数据0。RS232电路采用接口专用集成芯片MAX232，其内部含两个独立的收发通道。终端A模块的功能电原理框图如图8.2.1所示。在该模块中，测试点的安排如下：1、TPF01（TPG01）：RS232接收数据（RS232→—TTL）2、TPF02（TPG02）：TTL接收数据（RS232→—TTL）3、TPF03（TPG03）：TTL发送数据（TTL→—RS232）4、TPF04（TPG04）：RS232发送数据（TTL→—RS232）注：括弧内为终端B模块内测试点。其余测试点安排在JF01连接头的外部自环接头上。自环连接头的制作见图8.2.2。准备工作：为便于引入观测信号，将来自解调器的数据送往RS232端口进行测试，测试系统连接参见图8.2.3所示。首先建立射频信道自环；将汉明编码模块内工作方式选择跳线开关SWC01中的汉明编码使能开关H_EN短路器插入，汉明译码模块内工作方式选择跳线开关KW03中的汉明译码使能开关H_EN短路器插入，让汉明编码/译码模块处于旁通状态；通过菜单选择让系统运行在BPSK方式.1.发送数据测试。从汉明编码模块选择m序列（设置方法参见汉明编码实验一节），用示波器同时观测汉明编码模块的发送数据测试点TPC01和异步数据接口模块B输出数据测试点TPG03。正常情况此两点波形码应该一致。否则检查解调器眼图、调制器眼图、自环测试电缆、相关跳线开关设置等。观察到的相应输出码字。图1通道1TPC01，通道2TPG032.测试TTL→—RS232转换特性用TPG03数据作示波器同步，观测RS232接口输出测试点TPG04波形信号。分析信号特征，记录测试结果。图2通道1TPG04，通道2TPG033.测试RS232→—TTL转换特性插上自环连接插头，用示波器同时观测TPG04和TPG02数据波形，测量时用TPG04同步。观测经RS232转换为TTL后的信号波形，分析测试结果。图3通道1TPG04，通道2TPG03五、思考题1.阐述RS232接口特性，并比较RS232与RS422。答：在RS-232标准中，字符是以一串行的比特串来一个接一个的串行（serial）方式传输，优点是传输线少，配线简单，传送距离可以较远。最常用的编码格式是异步起停（asynchronousstart-stop）格式，它使用一个起始比特后面紧跟7或8个数据比特（bit），然后是可选的奇偶校验比特，最后是一或两个停止比特。所以发送一个字符至少需要10比特，带来的一个好的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。一个最平常的代替异步起停方式的是使用高级数据链路控制协议（HDLC）。RS-232和RS-422都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。RS-422由RS-232发展而来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。六、实验感想由于已经对实验箱的操作非常熟悉，所以这次实验非常的顺利，也很快。RS422和RS232接口是之前课堂上没有太深入接触过的，所以对于它们的原理在实验时并不是十分清楚。实验后，在整理实验报告的过程中，通过看讲义和实验数据，以及查找相关资料对这两个接口有了一定的了解。可见，实验报告的书写还是非常有必要的。