RS232與RS485誰(shuí)才是UART中的高速公路

　　串口通訊是電子工程師面對的最基本的一個(gè)通訊方式，RS-232是其中最簡(jiǎn)單的一種。然而，很多初學(xué)者往往搞不清楚UART和RS-232、RS-422、RS-485的聯(lián)系和區別，本文將談?wù)勎覍@幾個(gè)概念的理解，幫助大家理清它們之間的關(guān)系。

　　通訊問(wèn)題，和交通問(wèn)題一樣，也有高速、低速、擁堵、中斷等等各種情況。如果把串口通訊比做交通，UART比作車(chē)站，那么一幀的數據就好比汽車(chē)。汽車(chē)跑在路上，要遵守交通規則。如果是市內，一般限速30、40,而高速公路則可以到120。而汽車(chē)走什么路，限速多少，就要看協(xié)議怎么規定了。常見(jiàn)的串口協(xié)議有RS-232、RS-422、RS-485等，那么誰(shuí)才是UART中的高速公路?下面我們就一起來(lái)探討一下。

　　一、UART是什么

　　UART是通用異步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常稱(chēng)作UART，是一種異步收發(fā)傳輸器,是設備間進(jìn)行異步通信的關(guān)鍵模塊。UART負責處理數據總線(xiàn)和串行口之間的串/并、并/串轉換，并規定了幀格式;通信雙方只要采用相同的幀格式和波特率，就能在未共享時(shí)鐘信號的情況下，僅用兩根信號線(xiàn)(Rx 和Tx)就可以完成通信過(guò)程，因此也稱(chēng)為異步串行通信。

　　若加入一個(gè)合適的電平轉換器，如SP3232E、SP3485，UART 還能用于RS-232、RS-485 通信，或與計算機的端口連接。UART 應用非常廣泛，手機、工業(yè)控制、PC 等應用中都要用到UART。

　　二、RS-232標準

　　RS-232是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫(xiě)，232為標識號。RS-232是對電氣特性以及物理特性的規定，只作用于數據的傳輸通路上，它并不內含對數據的處理方式。需要說(shuō)明一下,很多人經(jīng)常把RS-232、RS-422、RS-485 誤稱(chēng)為通訊協(xié)議,這是很不應該的，其實(shí)它們僅是關(guān)于UART通訊的一個(gè)機械和電氣接口標準(頂多是網(wǎng)絡(luò )協(xié)議中的物理層面)。

　　該標準規定采用一個(gè)25 個(gè)腳的DB-25 連接器，對連接器的每個(gè)引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。后來(lái)IBM的PC 機將RS-232 簡(jiǎn)化成了DB-9 連接器，從而成為今天的事實(shí)標準。而工業(yè)控制的RS-232 口一般只使用RXD(2)、TXD(3)、GND(5) 三條線(xiàn)。

　　三、RS-485/ RS-422標準

　　RS-232接口可以實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，但這種方式不能實(shí)現聯(lián)網(wǎng)功能。于是，為了解決這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)新的標準RS-485產(chǎn)生了。RS-485的數據信號采用差分傳輸方式，也稱(chēng)作平衡傳輸，它使用一對雙絞線(xiàn)，將其中一線(xiàn)定義為A，另一線(xiàn)定義為B。

　　通常情況下，發(fā)送驅動(dòng)器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負電平在-2～6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。

　　RS-422 的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區別在于：RS-422 有4 根信號線(xiàn)：兩根發(fā)送、兩根接收。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)，也正因為全雙工要求收發(fā)要有單獨的信道，所以RS-422適用于兩個(gè)站之間通信，星型網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)，不可用于總線(xiàn)網(wǎng);RS-485 只有2 根信號線(xiàn)，所以只能工作在半雙工模式，常用于總線(xiàn)網(wǎng)。

　　四、RS-232與RS-485性能對比

　　1.抗干擾性：RS485 接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好。RS232 接口使用一根信號線(xiàn)和一根信號返回線(xiàn)而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾。

　　2.傳輸距離：RS485 接口的最大傳輸距離標準值為 1200 米(9600bps 時(shí))，實(shí)際上可達 3000 米。RS232 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為 50 米，實(shí)際上也只能用在 15 米左右。

　　3.通信能力：RS-485 接口在總線(xiàn)上是允許連接多達128個(gè)收發(fā)器，用戶(hù)可以利用單一的 RS-485 接口方便地建立起設備網(wǎng)絡(luò )。RS-232只允許一對一通信。

　　4.傳輸速率：RS-232傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為 20Kbps。RS-485 的數據最高傳輸速率為 10Mbps 。

　　5.信號線(xiàn)：RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般只需二根信號線(xiàn)。RS-232 口一般只使用 RXD、TXD、GND 三條線(xiàn) 。

　　6.電氣電平值：RS-485的邏輯"1"以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為+(2-6) V 表示;邏輯"0"以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為-(2-6)V 表 示 。在 RS-232-C 中任何一條信號線(xiàn)的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏輯"1"，-5- -15V;邏輯"0 " +5- +15V 。

　　串口是一種非常通用的設備接口，是儀器儀表設備常用的通信接口，常用于遠程采集設備數據或者實(shí)現遠程控制。串口的開(kāi)發(fā)也比較簡(jiǎn)單，是很多工程師最喜歡的接口之一。