全面解析RS232 RS422 RS485的本質(zhì)區(qū)別

1、全面解析RS232 RS422 RS485的本質(zhì)區(qū)別一、串口簡(jiǎn)介RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA制訂并發(fā)布的,RS-232在1962年發(fā)布,命名為EIA-232-E,作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來,它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出的。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn),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(zhǎng)到4000英尺(速率低于 100kb/s時(shí),并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平

2、衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍,EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn),增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴,所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域,仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件、電纜或協(xié)議,在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視頻界的應(yīng)用,許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議,或公

3、開或廠家獨(dú)家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對(duì)錄像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的,視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了,如Louth、Odetis協(xié)議是公開的,而ProLINK則是基于Profile上的。二、RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地,如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳(信號(hào)地的電平。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng),在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在

4、+5+15V,負(fù)電平在-5-15V 電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí),線上為TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從TTL 電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3+12V與-3 -12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20kb/s。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備通訊而設(shè)計(jì)的,其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為37k。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。其有關(guān)電氣參數(shù)參見下表。規(guī)定 RS232 RS422 R485工作方式單端差分差分節(jié)點(diǎn)數(shù) 1收、1發(fā) 1發(fā)10收 1發(fā)32收最大傳輸

5、電纜長(zhǎng)度 50英尺 400英尺 400英尺最大傳輸速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓 +/-25V -0.25V+6V -7V+12V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(負(fù)載最小值 負(fù)載 +/-5V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(空載最大值 空載 +/-25V +/-6V +/-6V驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗( 3K7K 100 54 擺率(最大值 30V/s 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( 3K7K 4K(最小 12K驅(qū)動(dòng)器共模電壓 -3V+3V -1V+3V接收器共模電壓

6、 -7V+7V -7V+12V三、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對(duì)雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B。通常情況下,發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài),負(fù)電平在-26V,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS- 485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。接收器也作與發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定,收、

7、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連,當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí),輸出正邏輯電平,小于-200mV 時(shí),輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。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)。即一個(gè)主設(shè)備(Master,其余為從設(shè)備(Salve,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104k+10

8、0(終接電阻。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)的雙絞線實(shí)現(xiàn)。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。在矩距離傳輸時(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

9、輸電纜的最遠(yuǎn)端。RS-422有關(guān)電氣參數(shù)見表1由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式,二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。而采用四線連接時(shí),與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信,即只能有一個(gè)主(Master設(shè)備,其余為從設(shè)備,但它比RS-422有改進(jìn),無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個(gè)設(shè)備。RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的,RS-485是-7V至+12V之間,而RS-422在-7V至+7V之間,RS- 485接收器

10、最小輸入阻抗為12k, RS-422是4k;RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。RS-485有關(guān)電氣規(guī)定參見表1。RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100kb/s 速率以下,才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。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)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS-485需要2個(gè)終接電阻,其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。

11、RS-232/RS-422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議武漢波仕電子有限公司RS-232、RS-422、RS-485都是串行數(shù)據(jù)通信接口標(biāo)準(zhǔn),都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA制訂和發(fā)布的,其中RS232是在1962年發(fā)布,RS422由RS232發(fā)展而來,它是為了彌補(bǔ)RS232通訊距離短、速率低的缺點(diǎn)而提出的,RS422定義了一種平衡通信接口,將傳輸速率提高到 10Mbps,傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺(速度低于100kb/s時(shí),并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A 標(biāo)準(zhǔn)。為了擴(kuò)展應(yīng)用范圍,EIA又于1983年在R

12、S-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn),增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴的,所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域,仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。RS-232、RS-422、RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件、電纜或協(xié)議,因此用戶可以在此基礎(chǔ)上建立自己的高層通訊協(xié)議。一、 RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距

13、離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng),在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5+15V,負(fù)電平在-5-15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí),線上為TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回 TTL電平。接收器典型的工作電平在+3+12V與-3-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20Kbps。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備通訊而設(shè)計(jì)的,其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3k7

14、k。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。二、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)1平衡傳輸RS- 422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對(duì)雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B。通常情況下,發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài),負(fù)電平在-2V6V,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。2RS-

15、422電氣規(guī)定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)。即一個(gè)主設(shè)備(Master,其余為從設(shè)備(Salve,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。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)的雙絞線實(shí)現(xiàn)。RS- 422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米,最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100Kbps速率以下,才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很

16、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1Mbps。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。在矩距離傳輸時(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。3RS-485電氣規(guī)定由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式,二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡

17、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。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。 RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的, RS-485是-7V至+12V之間,而RS-422在-7V至+7V之間;RS- 485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)

18、中應(yīng)用。RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為 1219米,最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100Kbps速率以下,才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。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)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。4RS-422與RS-485的網(wǎng)絡(luò)安裝注意要點(diǎn)RS-422可支持10個(gè)節(jié)點(diǎn),RS-485支持32個(gè)節(jié)點(diǎn),因此多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu),不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí),應(yīng)注意如下幾點(diǎn):* 采用一條雙絞線電纜作總線,將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來,從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。* 應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜,或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過長(zhǎng)的分支線引出到總線?？傊?應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。三、串口插口種類及轉(zhuǎn)換串口是一種接口標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)定了接口的電氣標(biāo)準(zhǔn),簡(jiǎn)單說只是物理層的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。沒有規(guī)