rs232、rs422和rs485通訊接口的區別


RS232與RS485是兩個難搞清的東西,盡管它們非常不同。 

1.什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特點?傳輸電纜長度如何考慮?

答:計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和並行通訊二種方式。由於串行通訊方式具有使用線路少、成本低,特別是在遠程傳輸時,避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時,要求通訊雙方都采用一個標准接口,使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS- 232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串行通訊的標 准。它的全名是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間 串行二進制數據交換接口技術標准”該標准規定采用一個25個腳的 DB25連接器,對連接器的每個引腳的信號內容加以規定,還對各種信 號的電平加以規定。
(1)接口的信號內容 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的,在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內容見附表1所示
(2)接口的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即:邏 輯“1”,-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”,高到-3V的信號 作為邏輯“1”
(3) 接口的物理結構 RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設備與PC機連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭座,傳輸線采用屏蔽雙絞線。

(4) 傳輸電纜長度 由RS-232C標准規定在碼元畸變小於4%的情況下,傳輸電纜長度應為50英尺,其實這個4%的碼元畸變是很保守的,在實際應用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺,美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為 10%而得出附表2 的實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜,型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線,每對由22# AWG 組成,其外覆以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。 附表2 DEC 公司的實驗結果。

2. 什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特點?
答: 由於RS-232-C接口標准出現較早,難免有不足之處,主要有以下四點:
(1) 接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。
(2) 傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps。
(3) 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式, 這種共地傳輸容易產生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。
(4) 傳輸距離有限,最大傳輸距離標准值為50英尺,實際上也只能 用在50米左右。
針對RS-232-C的不足,於是就不斷出現了一些新的接口標准,RS-485就是其中之一,它具有以下特點:
⊙ RS-485的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6) V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。
⊙ RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps
⊙ RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗噪聲干擾性好。
⊙ RS-485接口的最大傳輸距離標准值為4000英尺,實際上可達 3000米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器, 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。

因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485接口組成的半雙工網絡,一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB- 9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。

3. 采用RS485接口時,傳輸電纜的長度如何考慮?

答:在使用RS485接口時,對於特定的傳輸線經,從發生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數,這個 長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負載電阻為100歐 時所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A)。由圖中可知,當數據信 號速率降低到90Kbit/S 以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV時, 則電纜長度被限制在1200M。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如:當數據信號速率為600Kbit/S時,采用24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0.91mm)則電纜長 度將可以大於200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0。32mm)則電纜 長度只能小於200m。

RS-422標准全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線,共5根線。由於接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力,故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點,最多可接10個節點。即一個主設備(Master),其余為從設備(Salve),從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發端最大負載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四線接口由於采用單獨的發送和接收通道,因此不必控制數據方向,各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對單獨的雙絞線)。
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。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在 100kb/s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 1Mb/s。

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。 
RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標准,最初都是由電子工業協會(EIA)制訂並發布的,RS-232在1962年發布,命名為EIA-232-E,作為工業標准,以保證不同廠家產品之間的兼容。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通信距離短、速率低的缺點,RS-422定義了一種平衡通信接口,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),並允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規范,被命名為TIA/EIA-422-A標准。為擴展應用范圍,EIA又於1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標准,增加了多點、雙向通信能力,即允許多個發送器連接到同一條總線上,同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性,擴展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標准。 


看下面這個表格吧
規格 RS232 RS422 R485
工作方式 單端 差分 差分
節點數 1收1發 1發10收 1發32收
傳輸電纜 50英尺 400英尺 400英尺
傳輸速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s
輸出電壓 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V
驅動器負載阻抗(Ω) 3K~7K 100 54
擺率(最大值) 30V/μs N/A N/A
接收器輸入電壓范圍 +/-15V -10V~+10V -7V~+12V
接收器輸入門限 +/-3V +/-200mV +/-200mV
接收器輸入電阻(Ω) 3K~7K 4K(最小) ≥12K
驅動器共模電壓 N/A -3V~+3V -1V~+3V
接收器共模電壓 N/A -7V~+7V -7V~+12V


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