RS232、RS485和RS422介紹與比較

　　1、RS-232的歷史和作用

　　在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，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EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。（“RS-232-C”中的“-C”只不過表示RS-232的版本，所以與“RS-232”簡稱是一樣的）它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。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準"該標準規(guī)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加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。后來IBM的PC機將RS-232簡化成了DB-9連接器，從而成為事實標準。而工業(yè)控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。

　　2、RS-232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"為-3到-15V；邏輯"0"為+3到+15V。

　　RS-232-C最常用的9條引線的信號內容如下所示：

　　1 　　數據載波檢測 　DCD
　　2 　　接收數據 　　　RXD
　　3 　　發(fā)送數據 　　　TXD
　　4 　　數據終端準備 　DTR
　　5 　　信號地 　　　　GND
　　6 　　數據設備準備好 DSR
　　7　　 請求發(fā)送 　　　RTS
　　8 　　清除發(fā)送 　　　CTS
　　9 　　振鈴指示 　　　BELL

　　3、RS-232接口的物理結構

　　RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-9插頭座，通常插頭在DCE端，插座在DTE端。PC機的RS-232口為9芯針插座。而波士RS-232/RS-485轉換器的RS-232為DB-9孔插頭。

　　一些設備與PC機連接的RS-232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(fā)送數據TXD"、"接收數據RXD"和"信號地GND"。RS-232傳輸線采用屏蔽雙絞線。

　　4、RS-232傳輸電纜長度

　　由RS-232C標準規(guī)定在碼元畸變小于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(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出下面實驗結果。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。

　　經過許多年來RS-232器件以及通信技術的改進，RS-232的通信距離已經大大增加。波士電子的RS-232增強器可以將普通的RS-232口的通信距離直接延長到1000米。

二、RS-485接口

　　1、RS-485的電氣特性：發(fā)送端：邏輯"1"以兩線間的電壓差為+（2至6）V表示；邏輯"0"以兩線間的電壓差為-（2至6）V表示。接收端：A比B高200mV以上即認為是邏輯"1",A比B低200mV以上即認為是邏輯"0"。

　　2、RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps。但是由于RS-485常常要與PC機的RS-232口通信，所以實際上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率會使RS-485傳輸距離減小，所以往往為9600bps左右或以下。

　　3、RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好。

　　4、RS-485接口的最大傳輸距離標準值為1200米（9600bps時），實際上可達3000米，RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器、即RS-485具有多機通信能力,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(yōu)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，一般只需二根信號線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS-485的國際標準并沒有規(guī)定RS485的接口連接器標準、所以采用接線端子或者DB-9、DB-25等連接器都可以。波士RS-485接口是事實工業(yè)標準。

　　5、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，對于特定的傳輸線經，從發(fā)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。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。（引自GB11014-89附錄A）。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，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，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于200m；若采用28AWG電纜（線徑為0。32mm）則電纜長度只能小于200m。

　　RS-485的遠距離通信建議采用屏蔽電纜，并且將屏蔽層作為地線。

三、RS-422接口

　　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)是分開的所以可以同時收和發(fā)（全雙工）。

　　RS-485有2根信號線：發(fā)送和接收都是A和B。由于RS-485的收與發(fā)是共用兩根線所以不能夠同時收和發(fā)（半雙工）。

　　能否將RS-422的Y-A短接作為RS-485的A、將RS-422的Z-B短接作為RS-485的B呢？回答：不一定。條件是RS-422必須是能夠支持多機通信的。波士電子的所有接口轉換器的RS-422口都能夠支持全雙工多機通信，所以可以這樣簡單轉換為RS-485。

四、RS-485比RS-232-C接口相比有何特點？

　　答：由于RS-232接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點：

　?。?）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。

　?。?）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps?，F在由于采用新的UART芯片16C550等，波特率達到115.2Kbps。

　　（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。

　?。?）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50米，實際上也只能用在15米左右。

　?。?）RS-232只允許一對一通信，而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。