RS232 概述

RS-232 接口符合電子工業(yè)聯(lián)盟 (EIA) 制定的串行數(shù)據(jù)通信接口標(biāo)準(zhǔn)。原編號(hào)為EIA-RS-232（232，簡(jiǎn)稱RS232）。廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。連接電纜和機(jī)械、電氣、信號(hào)和傳輸過(guò)程。

RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS232 特性

RS-232 是主流的串行通訊接口之一。由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免存在不足，主要有以下四點(diǎn)：

(1)接口信號(hào)電平高，容易損壞接口電路芯片。RS232 接口上任意一條信號(hào)線的電壓都是負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”為-3-15V；邏輯為“0”：+3 – +15V，噪聲容限為 2V。即要求接收器識(shí)別高于+3V的信號(hào)為邏輯“0”，低于-3V的信號(hào)為邏輯“1”，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯消極的。與TTL電平不兼容，需要電平轉(zhuǎn)換電路連接到TTL電路。

(2)傳輸速率低。異步傳輸時(shí)，比特率為20Kbps；因此，在51CPLD開(kāi)發(fā)板中，集成程序波特率只能是19200，這也是原因。

(3)接口采用信號(hào)線和信號(hào)返回串組成共地傳輸形式。這種標(biāo)準(zhǔn)地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，因此抗噪能力較弱。

(4)傳輸距離有限。最大傳輸距離為 50 英尺。它只能達(dá)到約15米。

RS485 概述

RS-485串行總線廣泛用于通信距離必須為幾十米到幾公里的場(chǎng)合。RS-485 使用平衡傳輸和差分接收，因此它可以拒絕共模干擾。除了總線收發(fā)器的高靈敏度外，它還可以檢測(cè)低至200mV的電壓，從而恢復(fù)千米以外的傳輸信號(hào)。
RS-485 使用半雙工操作模式，并且在任何時(shí)間只發(fā)送一個(gè)點(diǎn)。因此，發(fā)射電路必須由使能信號(hào)控制。

RS485 特性

RS-485對(duì)于多點(diǎn)互連非常方便，可以節(jié)省很多信號(hào)線。應(yīng)用 RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)形成一個(gè)分布式系統(tǒng)，最多允許 32 個(gè)驅(qū)動(dòng)器和 32 個(gè)接收器并行連接。針對(duì)RS-232-C的不足，新標(biāo)準(zhǔn)RS-485具有以下特點(diǎn)：

• RS-485的電氣特性：邏輯“1”用兩線電壓差+2V~+6V表示，邏輯“0”用兩線電壓差-6V~-2V表示。接口信號(hào)電平低于RS-232-C，不易損壞接口電路芯片。電平兼容TTL電平，方便與TTL電路連接。

• 最高數(shù)據(jù)傳輸速率為：10Mbps

• RS-485接口采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器相結(jié)合，具有抗共模干擾能力，即抗噪聲性能好。

• RS-485接口的最大傳輸距離為4000英尺，實(shí)際可達(dá)3000米。

• RS-232-C 接口只允許一個(gè)收發(fā)器連接到總線，即單站能力。相比之下，RS-485接口最多只允許總線上連接128個(gè)收發(fā)器，即多站能力。用戶 可以使用單個(gè) RS-485 接口快速建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

RS422 概述

RS-422標(biāo)準(zhǔn)的全稱是“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。有一個(gè)信號(hào)地，共5條線。由于接收器采用高輸入阻抗，傳輸驅(qū)動(dòng)器具有比RS232更重要的驅(qū)動(dòng)能力，它可以在同一條傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可以連接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)主設(shè)備（Master）和其余的從設(shè)備（Slave），從設(shè)備之間不能互相通訊，所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多向的雙向通訊。接收器輸入阻抗為4k，所以發(fā)射器最大負(fù)載能力為10&TImes；4k + 100Ω（終端電阻）。

RS-422 和 RS-485 電路具有相同的原理。它們以差分模式發(fā)送和接收，不需要數(shù)字地。差分操作是相同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因。這就是 RS-422、RS-485 和 RS232 的真正區(qū)別，因?yàn)?RS232 是單端輸入和輸出，雙工操作至少需要數(shù)字地。發(fā)送線和接受線三（異步傳輸）。您還可以添加其他控制線來(lái)完成同步等功能。

RS-422通過(guò)兩對(duì)雙絞線可以全雙工工作和接收。RS485只能半雙工工作，不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)，而只需要一對(duì)雙絞線。RS422 和 RS485 可以以 19kpbs 傳輸 1200 米。設(shè)備可以連接到新收發(fā)器上的線路。

RS-422 的電氣性能與 RS-485 相同。主要區(qū)別在于 RS-422 有四根信號(hào)線：兩根發(fā)送（Y、Z）和兩根接收（A、B）。由于RS-422的接收和發(fā)送是分開(kāi)的，所以可以同時(shí)接收和發(fā)送（全雙工）；RS-485有兩條信號(hào)線：發(fā)送和接收。

RS422 特性

由于 RS-422 四線接口使用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此無(wú)需控制數(shù)據(jù)方向。設(shè)備之間任何必要的信號(hào)交換都可以在軟件模式（XON/XOFF 握手）或硬件模式（一對(duì)單獨(dú)的對(duì)）下完成。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 10 Mb/s。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下有可能達(dá)到最大傳輸距離。最高傳輸速率只能在非常短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)。典型的 100 米雙絞線的最大傳輸速率僅為 1 Mb/s。

RS-422 需要一個(gè)終端電阻器，其電阻值大約等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸中，不需要端接電阻。即300米以下一般不需要端接電阻。終端電阻連接到傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。

RS423 概述

RS-423，即RS/EIA/TIA-423，是一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)，具有優(yōu)于RS232的增強(qiáng)功能。它定義了一個(gè)非平衡（單端）接口，類似于 RS-232，具有單個(gè)單向傳輸驅(qū)動(dòng)器，并允許多達(dá) 10 個(gè)接收器。它通常用集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也可以用于 DTE 和 DCE 之間的串行二進(jìn)制信號(hào)交換。

RS-422 支持多點(diǎn)連接，而 RS-423 僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接。RS-422 專為智能設(shè)備的直接連接而設(shè)計(jì)。相比之下，RS-423 旨在增強(qiáng) RS-232 并充當(dāng) RS-422 和 RS-232 之間的中介。RS-423 和 RS-232 具有使用公共接地的設(shè)備的所有缺點(diǎn)，這會(huì)降低設(shè)備通信并可能導(dǎo)致潛在的通信故障，其原因通常無(wú)法確定。在這方面，通過(guò)雙絞線連接的 RS-422、RS-485 和以太網(wǎng)更勝一籌。由于RS-423的缺點(diǎn)，在業(yè)界并不受歡迎。

RS-232、RS-422 和 RS-485 之間有什么區(qū)別？

• RS232為全雙工，RS485為半雙工，RS422為全雙工。

• RS485和RS232只是通訊的物理協(xié)議（即接口標(biāo)準(zhǔn)），RS485是差分傳輸方式，RS232是單端傳輸方式，但是通訊方案沒(méi)有太大區(qū)別。

電腦已經(jīng)配備了RS232，可以直接使用。如果使用RS485通訊，只需在RS232口連接一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換頭即可，無(wú)需修改程序。

RS-232 只允許一對(duì)一通訊（單站能力）

RS-485 接口允許總線上多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器（具有多站功能）

由于PC機(jī)默認(rèn)只有RS232接口，因此PC主機(jī)的RS485電路有兩種獲取方式：

(1)通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC串口的RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS485信號(hào)。對(duì)于情況復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，最好使用帶有隔離的防浪涌產(chǎn)品。

(2)通過(guò)PCI多口串口卡，輸出信號(hào)可直接選擇為RS485型擴(kuò)展卡。

計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器連接多臺(tái)485設(shè)備（門禁控制器），依次輪詢總線上的設(shè)備。

接線標(biāo)簽為485+485-，對(duì)應(yīng)鏈接設(shè)備（控制器）的485+485-。

通訊距離： 最遠(yuǎn)的設(shè)備（控制器）與電腦的距離理論上為1200米。我們建議客戶控制在800米以內(nèi)，最好控制在300米以內(nèi)。如果距離太遠(yuǎn)，可以購(gòu)買485中繼器（擴(kuò)展器）（請(qǐng)向?qū)I(yè)的轉(zhuǎn)換器廠商購(gòu)買，中繼器放置在總線中間或開(kāi)始處，請(qǐng)參考廠商手冊(cè)。）中繼器理論上可以擴(kuò)展到3000米。

負(fù)載數(shù)： 485總線可以承載多少個(gè)設(shè)備（控制器）。這取決于選擇控制器的通訊芯片和485轉(zhuǎn)換器的通訊芯片。一般有32、64、128、256，這種選擇就是理論數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、通信距離等因素，負(fù)載數(shù)未達(dá)到指標(biāo)數(shù)。微農(nóng)公司控制器和轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)256臺(tái)，實(shí)際建議客戶控制每條總線80臺(tái)以內(nèi)。

485通訊總線（必須是雙絞線，或者網(wǎng)線中的一根），如果用普通線（不扭），干擾會(huì)很大，通訊不順暢，甚至無(wú)法通訊。

每個(gè)控制器設(shè)備必須手拉手，不得有星形連接或分叉。如果是星形連接或分叉，干擾會(huì)很大，通信會(huì)很差，甚至無(wú)法傳輸。

下圖顯示了 RS-232、RS-422、RS423 和 RS-485 之間的比較

結(jié)論

RS232、RS422、RS423和RS485本質(zhì)上都是物理層協(xié)議。它們都是串行通信協(xié)議，是無(wú)處不在的設(shè)備接口。串行接口廣泛用于電子和嵌入式系統(tǒng)，通常用于遠(yuǎn)程獲取設(shè)備數(shù)據(jù)或遠(yuǎn)程控制。它們改變了信號(hào)的傳輸方式，無(wú)論是 PC、微控制器，還是使用串行通信協(xié)議或 TTL 電平傳輸?shù)拇型ㄐ拧?/span>它們都需要通過(guò)通信轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為RS232、RS422、RS423或RS485信號(hào)。

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