串口通訊是電氣工程師面對的最基本的一個通訊方式,最常用的便是RS-232與RS-422及RS-485 。很多初學者往往搞不清楚RS-232、RS-422、RS-485的聯系和區別,本文將簡單談談這幾個概念的理解,理清它們之間的關系 。
什么是RS-232
RS-232標準接口(又稱EIA RS-232)是常用的串行通信接口標準之一,它是由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統公司、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家于1970年共同制定,其全名為“數據終端設備( DTE)和數據通信設備(DCE)之間串行二進制數據交換接口技術標準” 。該標準規定采用一個25 個腳的DB-25 連接器,對連接器的每個引腳的信號內容和各種信號的電平都加以規定 。后來IBM的PC 機將RS-232 簡化成了DB-9 連接器,從而成為今天的事實標準 。在工業上,RS-232 口一般只使用RXD(2)、TXD(3)、GND(5) 三條線 。如圖1所示 。
圖 1
RS-232的特性:
- 采用負邏輯傳送 。規定邏輯“1”的電平為-5V~-15 V,邏輯“0”的電平為+5 V~+15 V 。選用該電氣標準的目的在于提高抗干擾能力,增大通信距離 。RS -232的噪聲容限為2V,接收器將能識別高至+3V的信號作為邏輯“0”,將低到-3 V的信號作為邏輯“1”;
- 有靈活的波特率選擇,可以靈活地適應不同速率的設備 。RS-232規定的標準傳送速率有50b/s、75b/s、110b/s、150b/s、300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s、19200b/s,可以靈活地適應不同速率的設備 。對于慢速設備,就可以選擇較低的傳送速率,相反的,就可以選擇較高的傳送速率;
(4)傳輸距離有限,雖然最大傳輸距離標準值為50英尺,但實際上只能用在15米左右 。
什么是RS-485
RS-485又名TIA-485-A、ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485,是美國電子工業協會(EIA)在1983年批準的一個新的平衡傳輸標準(balanced transmission standard) 。它定義了平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準 。使用該標準的數字通信網絡能在遠距離條件下以及電子噪聲大的環境下有效傳輸信號 。在要求通信距離為幾十米到上千米時,就可以采用RS-485串行總線 。RS-485的接線參考如圖2所示 。
圖 2
RS-485的特性:
(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 。接口信號電平降低了,不容易損壞接口電路芯片,且該電平與TTL電平兼容,方便與TTL電路相接;
(2)數據最高傳輸速率為:10Mbps(40英尺內,約12米左右);
(3)RS-485接口采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干擾能力強,增加了噪聲抗擾度,減少噪聲輻射;
(4)RS-485接口的最大傳輸距離標準值4000英尺,實際上可達3000米;
(5)RS-485接口在總線上允許連接多達128個收發器,具有多站能力,用戶可以利用單一的RS-485接口建立設備網絡 。
什么是RS-422
RS-422標準全稱是“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 。其接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器,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) 。一個主設備,其余為從設備,從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信 。
我們可以簡單地理解為,RS-422就是把RS-232的RX分成了RX+和RX-,把TX分成了TX+和TX- 。這樣,RS-422就可以同時發送和同時接收,同時,RS-422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響,就能像RS-485那樣,擁有較長的傳輸距離 。
如圖3所示,是RS422的DB9和DB225的接線方式參考 。
圖 3
RS-422的特性:
(1)RS-422接口采用單獨的發送和接收通道,因此不必控制數據方向;
(2)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 。相應的,只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸;
(3)RS-422需要終接電阻,其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗,一般取值100Ω 。在短距離傳輸時(一般在300米以內)可不用終接電阻 。
RS-232/RS-422/RS-485之間的區別
(1)RS-232和RS-422是全雙工的,RS-485是半雙工的;
(2)RS485和RS-422是差分傳輸方式,RS232是單端傳輸方式,但通訊程序沒有太多的差別;
(3)RS485和RS-422可以進行遠距離數據傳輸,而RS-232的傳輸距離很短;
【rs485九針接口引腳圖 rs485串口接線圖】 (4)RS-232只允許一對一通信,RS-485接口在總線上是允許連接多個收發器 。
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