揭秘CAN总线通信原理通讯接口之争显现总线设备的卓越优势
在PC机与智能设备的通信中，RS232作为最广泛应用的串行接口，其设计旨在通过低速率串行通讯方式增加通信距离。这种点对点通讯设计下的驱动器负载为3～7kΩ，采用单端信号传送，但存在共地噪声和共模干扰问题，因此通常用于20米以内的通信。一个完整的RS232接口包含22根线，并采用标准的25芯插头座，以逻辑电平表示“1”（−5V~-15V）和“0”（+5V~+15V）。然而，当需要实现几十米到上千米远距离通信时，RS485串行总线标准便成为了首选。由于其平衡发送和差分接收特性，RS485能够有效抑制共模干扰，并且具有高灵敏度，可以检测低至200mV的电压，从而使得传输信号能够在千米以外得到恢复。
尽管如此，RS485仅支持半双工工作模式，即任何时间只有一个点处于发送状态，因此必须由使能信号进行控制。此外，它适合多点互连，可省去许多信号线，而且允许构建分布式系统，最多并联32台驱动器和32台接收器。在实际应用中，RS422也是一种双端线传送信号，将逻辑电平转换为电位差进行信息传输，而通过接收器将电位差转变回逻辑电平完成信息接收。虽然两者原理基本相同，但它们之间最显著之处在于使用不同的工作方式：同速率条件下，由于是差动工作，使得它们可以拥有更远的传输距离，这正是与单端输入输出操作，如RS232所不同。
对于数据传输需求较大或需要更长距离连接的情况，我们常见的是RJ45类型网卡接口。这一技术不仅限于网络连接，还被广泛应用于局域网、ADSL宽带用户网络等领域。RJ45型水晶头有八芯结构，便于连接五类线或双绞线，有两种常用连接方法，每种都有独特的引脚排序识别法，以确保正确安装。
然而，在现实世界中的PC与智能设备通讯往往涉及到更多层面的考虑，不仅包括物理介质层和链路层，还需关注数据访问能力。而当使用如RS232、RS485等基础设施时，要实现数据双向访问通常需要自行编写程序，这些程序往往缺乏ISO/OSI模型规范性，只能满足单一功能需求，对设备间互操作性支持有限。在此背景下，现场总线技术以ISO/OSI模型为基础提供了全面的解决方案，无论是在总线控制、冲突检测还是链路维护方面，都能提供完善支持，并且自动成网，无主从之分，或允许多主同时存在。此外，由于基于同一模型各厂家产品可兼容，便捷地促进了跨品牌设备之间无缝协作，为工业自动化领域带来了极大的便利。