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RS-232、RS-422、RS-485簡(jiǎn)介

RS232概述

RS-232接口符合美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，原始編號(hào)全稱是EIA-RS-232（簡(jiǎn)稱232，RS232）。它被廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。

RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS232特點(diǎn)：

RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：

（1）接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片。RS232接口任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”為-3—-15V；邏輯“0”：+3—+15V，噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別高于+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，低于-3V的信號(hào)作為邏輯“1”，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯負(fù)。與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，比特率為20Kbps；因此在51CPLD開(kāi)發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個(gè)原因。

（3）接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。

RS485概述

在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485串行總線。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。

RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。

RS485特點(diǎn)：

RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。針對(duì)RS-232-C的不足，新標(biāo)準(zhǔn)RS-485具有以下特點(diǎn)：

（1）RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差+2V~+6V表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差-6V~-2V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不容易損壞接口電路芯片，且該電平與TTL電平兼容，刻方便與TTL電路連接。

（2）數(shù)據(jù)最高傳輸速率為：10Mbps

（3）RS-485接口采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強(qiáng)，即抗噪聲性能好。

（4）RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值4000英尺，實(shí)際上可達(dá)3000米。

（5）RS-232-C接口在總線上只允許連接一個(gè)收發(fā)器，即單站能力；而RS-485接口在總線上只允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

RS422概述：

RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“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)。一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Slave），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&TImes;4k+100Ω（終接電阻）。

RS-422和RS-485電路原理基本相同，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與RS232的根本區(qū)別，因?yàn)镽S232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。

RS-422通過(guò)兩對(duì)雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485只能半雙工工作，發(fā)收不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對(duì)雙絞線。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。用新型收發(fā)器線路上可連接臺(tái)設(shè)備。

RS-422的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區(qū)別在于：RS-422有4根信號(hào)線：兩根發(fā)送（Y、Z）、兩根接收（A、B）。由于RS-422的收與發(fā)是分開(kāi)的所以可以同時(shí)收和發(fā)（全雙工）；RS-485有2根信號(hào)線：發(fā)送和接收。

RS422特性：

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。

RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時(shí)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(yuǎn)端。

RS-232/RS-422/RS-485三者間的區(qū)別

1、RS232是全雙工的，RS485是半雙工的，RS422是全雙工的。

2、RS485與RS232僅僅是通訊的物理協(xié)議（即接口標(biāo)準(zhǔn)）有區(qū)別，RS485是差分傳輸方式，RS232是單端傳輸方式，但通訊程序沒(méi)有太多的差別。

PC機(jī)上已經(jīng)配備有RS232，直接使用就行了，若使用RS485通訊，只要在RS232端口上配接一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的轉(zhuǎn)換頭就可以了，不需要修改程序。

RS232、RS485接口外觀有區(qū)別嗎？

通常 RS-232 接口以9個(gè)引腳 (DB-9) 或是25個(gè)引腳 (DB-25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組 RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。

連接器使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座。一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232接口，因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào)，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。

S485無(wú)具體的物理形狀，根據(jù)工程的實(shí)際情況而采用的接口。

RS232是標(biāo)準(zhǔn)接口，為D形9針頭，所連接設(shè)備的接口的信號(hào)定義是一樣的，其信號(hào)定義如下：

RS-232只允許一對(duì)一通信（單站能力）。

RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器（具有多站能力）。

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類型的擴(kuò)展卡。

計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器，依次連接多臺(tái)485設(shè)備（門(mén)禁控制器），采用輪詢方式，對(duì)總線上的設(shè)備輪流進(jìn)行通訊。

接線標(biāo)示是485+485-，分別對(duì)應(yīng)鏈接設(shè)備（控制器）的485+485-。

通訊距離：最遠(yuǎn)的設(shè)備（控制器）到計(jì)算機(jī)的連線理論上的距離是1200米，建議客戶控制在800米以內(nèi)，能控制在300米以內(nèi)效果最好。如果距離超長(zhǎng)，可以選購(gòu)485中繼器（延長(zhǎng)器）（請(qǐng)向?qū)I(yè)的轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)公司購(gòu)買(mǎi)，中繼器的放置位置是在總線中間還是開(kāi)始，請(qǐng)參考相關(guān)廠家的說(shuō)明書(shū)。）選購(gòu)中繼器理論上可以延長(zhǎng)到3000米。

負(fù)載數(shù)量：即一條485總線可以帶多少臺(tái)設(shè)備（控制器），這個(gè)取決于控制器的通訊芯片和485轉(zhuǎn)換器的通訊芯片的選型，一般有32臺(tái)，64臺(tái)，128臺(tái)，256臺(tái)幾種選擇，這個(gè)是理論的數(shù)字，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，通訊距離等因素，負(fù)載數(shù)量達(dá)不到指標(biāo)數(shù)。微耕公司控制器和轉(zhuǎn)換器按256臺(tái)設(shè)計(jì)，實(shí)際建議客戶每條總線控制在80臺(tái)以內(nèi)。

485通訊總線（必須用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組），如果用普通的電線（沒(méi)有雙絞）干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。

每臺(tái)控制器設(shè)備必須手牽手地串下去，不可以有星型連接或者分叉。如果有星型連接或者分叉，干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。