RS232/RS422/RS485接口通訊特點(diǎn)及比較

　　一、什么是RS-232 接口?

　　(1) RS-232 的歷史和作用

　　在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)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。(“RS-232-C”中的“-C”只不過(guò)表示RS-232的版本，所以與“RS-232”簡(jiǎn)稱是一樣的)它是在1970 年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是"數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)"該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25 個(gè)腳的DB-25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。后來(lái)IBM的PC 機(jī)將RS-232 簡(jiǎn)化成了DB-9 連接器，從而成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。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(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)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(hào)內(nèi)容如下所示

　　DB-9 1 2 3 4 5 6 7 8 9

　　DB-25 8 3 2 20 7 6 4 5 22

　　定義DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS RI

　　(3) RS-232 接口的物理結(jié)構(gòu)

　　RS-232-C 接口連接器一般使用型號(hào)為DB-9 插頭座，通常插頭在DCE端，插座在DTE端.

　　PC 機(jī)的RS-232 口為9 芯針插座。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)TXD"、"接收數(shù)據(jù)RXD"和"信號(hào)地GND"。RS-232 傳輸線采用屏蔽雙絞。

　　(4) RS-232 傳輸電纜長(zhǎng)度

　　由RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50 英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)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(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50英尺，美國(guó)DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出下面實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1 號(hào)電纜為屏蔽電纜，型號(hào)為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2 號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。型號(hào)為DECP.NO.9105856-04是22#AWG 的四芯電纜。

　　DEC 公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　波特率bps 1號(hào)電纜傳輸距離(米) 2號(hào)電纜傳輸距離(米)

　　110 1500 900

　　300 1500 900

　　1200 900 900

　　2400 300 150

　　4800 300 75

　　9600 75 75

　　經(jīng)過(guò)許多年來(lái)RS-232 器件以及通信技術(shù)的改進(jìn)，RS-232 的通信距離已經(jīng)大大增加。波士電子的RS-232 增強(qiáng)器可以將普通的RS-232 口的通信距離直接延長(zhǎng)到1000米。

　　二、什么是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(rèn)為是邏輯"1"，A 比B 低200mV 以上即認(rèn)為是邏輯"0"。

　　2.RS-485(或 RS-422)的接線：

　　3.RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。但是由于RS-485 常常要與PC 機(jī)的RS-232口通信，所以實(shí)際上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率會(huì)使RS-485 傳輸距離減小，所以往往為9600bps 左右或以下。

　　4.RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好。

　　5.RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為1200米(9600bps時(shí))，實(shí)際上可達(dá)3000米，RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器、即RS-485 具有多機(jī)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(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/RS485">RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根信號(hào)線，所以RS485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS-485 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有規(guī)定RS485 的接口連接器標(biāo)準(zhǔn)、所以采用接線端子或者DB-9、DB-25 等連接器都可以。RS-485 接口是事實(shí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　6.采用RS485 接口時(shí)，傳輸電纜的長(zhǎng)度如何考慮?

　　答：在使用RS485 接口時(shí)，對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù)，這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)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(fù)載電阻為100 歐時(shí)所得出。(引自GB11014-89附錄A)。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S 以下時(shí)，假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV 時(shí)， 則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上，在實(shí)用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的。例如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S時(shí)，采用24AWG 電纜，最大電纜長(zhǎng)度是200m，若采用19AWG 電纜(線徑為0.91mm)則電纜長(zhǎng)度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0.32mm)則電纜長(zhǎng)度只能小于200m。RS-485的遠(yuǎn)距離通信建議采用屏蔽電纜，并且將屏蔽層作為地線。

　　三、什么是RS 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(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(shí)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(jī)通信的。波士電子的所有接口轉(zhuǎn)換器的RS-422 口都能夠支持全雙工多機(jī)通信，所以可以這樣簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換為RS-485。

　　四、RS RS-485 比RS RS-232 232-C 接口相比有何特點(diǎn)?

　　答：由于RS-232 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，又因?yàn)榕cTTL 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)，波特率為20Kbps。現(xiàn)在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率達(dá)到115.2Kbps。

　　(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 米，實(shí)際上也只能用在15米左右。

　　(5)RS-232 只允許一對(duì)一通信，而RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。

　　(6)一些公司專業(yè)生產(chǎn)的RS485集線器它能夠把一路RS-485或一路RS-232總線分割為4路RS-485總線，或者把四路RS-485信號(hào)匯集到一路RS-485或一路RS-232總線上來(lái)。并且每個(gè)端口都獨(dú)立具有光隔、短路、開(kāi)路保護(hù)功能。在系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，內(nèi)置的控制器能夠及時(shí)的切斷有故障的端口。使RS485集線器保證每一端口都起到獨(dú)立工作，達(dá)到互不干擾的效果。每個(gè)端口可同時(shí)連接32個(gè)接點(diǎn)，可延長(zhǎng)1200米R(shí)S-485信號(hào)，是改變RS-485總線布線中單一結(jié)構(gòu)的最好選擇。