學(xué)工控不得不知的通信接口 RS232 RS422 RS485

看下面這個(gè)表格吧

規格RS232 RS422 R485

工作方式 單端 差分 差分

節點(diǎn)數 1收1發(fā)1發(fā)10收1發(fā)32收

傳輸電纜50英尺400英尺400英尺

傳輸速率20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s

輸出電壓+/-25V -0.25V～+6V -7V～+12V

驅動(dòng)器負載阻抗(Ω) 3K～7K 100 54

擺率(最大值) 30V/μs N/AN/A

接收器輸入電壓范圍 +/-15V-10V～+10V -7V～+12V

接收器輸入門(mén)限+/-3V +/-200mV+/-200mV

接收器輸入電阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K

驅動(dòng)器共模電壓 N/A-3V～+3V -1V～+3V

接收器共模電壓 N/A-7V～+7V -7V～+12V

RS232的傳輸是點(diǎn)對點(diǎn)的,并且傳輸距離只有15米.

RS485的傳輸支持一點(diǎn)對多點(diǎn),傳輸距離達到1800米.(采用半雙工傳輸)

RS422跟485的區別在于它傳輸方式是全雙工傳輸!

1、什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特點(diǎn)？傳輸電纜長(cháng)度如何考慮？

答： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線(xiàn)路少、成本低，特別是在遠程傳輸時(shí)，避免了多條線(xiàn)路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。RS-232-C接口（又稱(chēng)EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )（EIA）聯(lián)合貝爾系統、調制解調器廠(chǎng)家及計算機終端生產(chǎn)廠(chǎng)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(jìn)制數據交換接口技術(shù)標準"該標準規定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25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。一般只使用3-9條引線(xiàn)。

（1）接口的電氣特性

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。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯"0"，高到-3V的信號作為邏輯"1"

（2）接口的物理結構

RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.一些設備與PC機連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線(xiàn),即"發(fā)送數據"、"接收數據"和"信號地"。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線(xiàn)采用屏蔽雙絞線(xiàn)。并行口與串行口的區別是交換信息的方式不同，并行口能同時(shí)通過(guò)8條數據線(xiàn)傳輸信息，一次傳輸一個(gè)字節；而串行口只能用1條線(xiàn)傳輸一位數據，每次傳輸一個(gè)字節的一位。并行口由于同時(shí)傳輸更多的信息，速度明顯高于串行口，但串行口可以用于比并行口更遠距離的數據傳輸。

1、25針并行口插口的針腳功能：

針腳 功能針腳 功能

1選通(STROBE低電平) 10確認(ACKNLG低電平)

2數據位0 (DATAO) 11忙(BUSY)

3數據位1 (DATA1) 12卻紙(PE)

4數據位2 (DATA2) 13選擇(SLCT)

5數據位3 (DATA3) 14自動(dòng)換行(AUTOFEED低電平)

6數據位4 (DATA4) 15錯誤觀(guān)點(diǎn)(ERROR低電平)

7數據位5 (DATA5) 16初始化成(INIT低電平)

8數據位6 (DATA6) 17選擇輸入(SLCTIN低電平)

9數據位7 (DATA7)18-25地線(xiàn)路(GND)

2.串行口的典型代表是RS-232C及其兼容插口，有9針和25針兩類(lèi)。25針串行口具有20mA電流環(huán)接口功能，用9、11、18、25針來(lái)實(shí)現。其針腳功能如下：

25針串行口的針腳功能：

針腳 功能針腳 功能

1未用

2發(fā)出數據(TXD) 11數據發(fā)送(一)

3接受數據(RXD) 12-17未用

4請求發(fā)送(RTS) 18數據接收(+)

5清除發(fā)送(CTS) 19未用

6數據準備好(DSR) 20數據終端準備好比(DTR)

7信號地線(xiàn)路(SG) 21未用

8載波檢測(DCD) 22振鈴指示精神(RI)

9發(fā)送返回(+) 23-24未用

10未用 25接收返回(一)

9針串行口的針腳功能：

針腳 功能針腳 功能

1載波檢測(DCD) 6數據準備好(DSR)

2接受數據(RXD) 7請求發(fā)送(RTS)

3發(fā)出數據(TXD) 8清除發(fā)送(CTS)

4數據終端準備好(DTR) 9振鈴指示(RI)

5信號地線(xiàn)(SG)

（3）傳輸電纜長(cháng)度 由RS-232C標準規定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(cháng)度應為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應用中，約有99%的用戶(hù)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 )遠超過(guò)50英尺，其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723內有三對雙絞線(xiàn)，每對由22# AWG組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。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。

2、 什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特點(diǎn)？

答：由于RS-232-C接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：

（1） 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。

（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。

（3） 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，所以抗噪聲干擾性弱。

（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實(shí)際上也只能用在50米左右。

1. RS-485的電氣特性：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。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

2. RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps

3. RS-485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。

4. RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實(shí)際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線(xiàn)上只允許連接1個(gè)收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485接口在總線(xiàn)上是允許連接多達128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶(hù)可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網(wǎng)絡(luò )。因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(cháng)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。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般只需二根連線(xiàn)，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS485采用DB-9（針）

3、 采用RS485接口時(shí)，傳輸電纜的長(cháng)度如何考慮？

答：在使用RS485接口時(shí)，對于特定的傳輸線(xiàn)經(jīng)，從發(fā)生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長(cháng)度是數據信號速率的函數，這個(gè)長(cháng)度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。當數據信號速率降低到90Kbit/S以下時(shí)，假定最大允許的信號損失為6dBV時(shí)，則電纜長(cháng)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(cháng)度。當使用不同線(xiàn)徑的電纜。則取得的最大電纜長(cháng)度是不相同的。例 如：當數據信號速率為600Kbit/S時(shí)，采用24AWG電纜，計算可知最大電纜長(cháng)度是200m，若采用19AWG電纜（線(xiàn)徑為0。91mm）則電纜長(cháng) 度將可以大于200m； 若采用28AWG電纜（線(xiàn)徑為0。32mm）則電纜長(cháng)度只能小于200m。

4、如何實(shí)現RS-485/422多點(diǎn)通訊

答：RS-485總線(xiàn)上任何時(shí)候只能有一發(fā)送器發(fā)送。半雙工方式，主從只能一個(gè)發(fā)。全雙工方式主站總可發(fā)送，從站只能有一個(gè)發(fā)送。（*RE非和DE控制）

5、有的系統采用MAX483時(shí)運行正常，后來(lái)改用MAX1480B，發(fā)現不能正常運行應考慮什么問(wèn)題？

答：若檢查并確認電路按Data book連接無(wú)誤情況下，主要應考慮MAX1480B的驅動(dòng)器使能時(shí)間遠大于MAX483。MAX1480B驅動(dòng)器使能時(shí)間最大達100μs（典型值為35μs）。所以，MAX1480B從收態(tài)轉為發(fā)送時(shí)，在發(fā)送數據前應有足夠的延時(shí)，以保證驅動(dòng)器有效之后，才發(fā)送數據。6、有些用戶(hù)問(wèn)，根據RS-485網(wǎng)的要求，匹配電阻應接在最遠的站點(diǎn)上。但實(shí)際線(xiàn)路連接之后，不知道最遠站點(diǎn)是哪一個(gè)，應該如何接匹配電阻呢？

答：會(huì )出現這種情況，是由于用戶(hù)組成RS-485網(wǎng)時(shí)，沒(méi)有遵循站點(diǎn)至總線(xiàn)的連線(xiàn)應盡可能短的原則。如果總線(xiàn)布線(xiàn)遵循這一原則，就不存在不知道哪個(gè)站點(diǎn)是最遠的問(wèn)題。而且要注意，這樣的布線(xiàn)，系統將會(huì )工作得不好。

7、曾有一客戶(hù)反映，他們購買(mǎi)的MAX1480B中，有一些工作不正常。

答：我們對工作不正常的芯片進(jìn)行抽檢，發(fā)現這些片子接收器輸出端至電源端（Vcc）按標準接3kΩ電阻時(shí)，接收器輸出低電平時(shí)電壓偏高，可以達到2V多，甚至接近3V。對于能正常工作的芯片，有的低電平也可達1.6V左右。碰到這種情況，可以建議用戶(hù)增大該電阻的值，例如增大到10kΩ。

8、"RS-485"是否與"半雙工"等同？

答：否，RS-485接口可連接成半雙工和全雙工兩種通信方式，半雙工通信芯片有75176，SN751276，SN75LBC184，MAX485，MAX1478，MAX3082，MAX1483，全雙工通信的有：N75179，SN75180，MAX488-491，MAX1482等