RS232電平 RS485電平 RS422電平

1. S-232串行接口標準

目前RS-232是PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數據信號是相對于信號地。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數據時(shí)，發(fā)送端驅動(dòng)器輸出正電平在+5~+15V，負電平在-5~-15V電平。當無(wú)數據傳輸時(shí)，線(xiàn)上為T(mén)TL，從開(kāi)始傳送數據到結束，線(xiàn)上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3~+12V與-3~-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線(xiàn)上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20Kbps。RS-232是為點(diǎn)對點(diǎn)（即只用一對收、發(fā)設備）通訊而設計的，其驅動(dòng)器負載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。
2. RS-422與RS-485串行接口標準

（1）平衡傳輸

RS-422、RS-485與RS-232不一樣，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-2V~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。“使能”端是用于控制發(fā)送驅動(dòng)器與傳輸線(xiàn)的切斷與連接。當“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱(chēng)作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。

（2）RS-422電氣規定

由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅動(dòng)器比RS232更強的驅動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線(xiàn)上連接多個(gè)接收節點(diǎn)，最多可接10個(gè)節點(diǎn)。即一個(gè)主設備（Master），其余為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點(diǎn)對多的雙向通信。RS-422四線(xiàn)接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線(xiàn)）實(shí)現。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線(xiàn)的長(cháng)度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(cháng)的雙絞線(xiàn)上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。

（3）RS-485電氣規定

由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來(lái)的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線(xiàn)上接終接電阻等。RS-485可以采用二線(xiàn)與四線(xiàn)方式，二線(xiàn)制可實(shí)現真正的多點(diǎn)雙向通信。RS-485總線(xiàn)，在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線(xiàn)標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號線(xiàn)。應用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構成分布式系統，其允許最多并聯(lián)32臺驅動(dòng)器和32臺接收器。 RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間;RS-485滿(mǎn)足所有RS-422的規范，所以RS-485的驅動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò )中應用。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線(xiàn)的長(cháng)度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定最長(cháng)的電纜長(cháng)度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(cháng)雙絞線(xiàn)最大傳輸速率僅為1Mbps。
（4）RS-422與RS-485的網(wǎng)絡(luò )安裝注意要點(diǎn)

RS-422可支持10個(gè)節點(diǎn)，RS-485支持32個(gè)節點(diǎn)，因此多節點(diǎn)構成網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)絡(luò )拓撲一般采用終端匹配的總線(xiàn)型結構，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò )。在構建網(wǎng)絡(luò )時(shí)，應注意如下幾點(diǎn)：

* 采用一條雙絞線(xiàn)電纜作總線(xiàn)，將各個(gè)節點(diǎn)串接起來(lái)，從總線(xiàn)到每個(gè)節點(diǎn)的引出線(xiàn)長(cháng)度應盡量短，以便使引出線(xiàn)中的反射信號對總線(xiàn)信號的影響最低。

* 應注意總線(xiàn)特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點(diǎn)就會(huì )發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續性：總線(xiàn)的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線(xiàn)上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(cháng)的分支線(xiàn)引出到總線(xiàn)。

總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線(xiàn)。
三 串口的擴展

串口的擴展，我們知道一般一臺計算機有兩個(gè)串口，而對于一臺播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩臺設備，我們需要同時(shí)控制視頻服務(wù)器，錄像機、切換臺、字幕機等各種設備。所以我們就需要對串口進(jìn)行擴展，我們可以使用串口擴展卡對串口進(jìn)行擴展，比如我們在播控系統中使用的串口擴展卡MOXA CI-134。

MOXA CI-134是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境通信應用設計的 RS-422/485 四串口卡。它支持4個(gè)獨立的RS-422/485串口，在一對多點(diǎn)的通信應用下，最多可控制128 個(gè)設備。為使RS-485 2線(xiàn)半雙工操作變得更加簡(jiǎn)單，每片 CI-134 卡都具有數據流向自動(dòng)控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協(xié)議。為達到工業(yè)環(huán)境對高可靠性產(chǎn)品的要求，本系列產(chǎn)品提供可選擇的光電隔離（2 KV）和浪涌保護（25 KV ESD）功能。

該產(chǎn)品特點(diǎn)包括：可選擇光電隔離（2KV）和浪涌保護（25KV ESD）功能；提供數據流向自動(dòng)控制ADDC （Automatic Data Direction Control）功能；RS-485 數據控制l: ADDC 或通過(guò) RTS控制；內建終端電阻；采用芯片硬件流量控制，保證數據不流失；采用先進(jìn) ASIC 設計，返修率低；支持眾多常見(jiàn)的操作系統。

RS422總線(xiàn)、RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受，不需要數字地線(xiàn)。差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因，這正是二者與RS232的根本區別，因為RS232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數字地線(xiàn)、發(fā)送線(xiàn)和接受線(xiàn)三條線(xiàn)（異步傳輸），還可以加其它控制線(xiàn)完成同步等功能。RS422通過(guò)兩對雙絞線(xiàn)可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485只能半雙工工作，發(fā)收不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對雙絞線(xiàn)。以上三種接口各有缺點(diǎn)，在實(shí)際工作中可以根據需要靈活選用。

232電平或者說(shuō)串口電平，有的甚至說(shuō)計算機電平，所有的這些說(shuō)法，指得都是計算機9針串口（RS232）得電平，采用負邏輯，
－15v ~ －3v 代表1
＋3v ~ ＋15v 代表0

RS485電平 和RS422電平 由于兩者均采用差分傳輸（平衡傳輸）的方式，所以他們的電平方式，一般有兩個(gè)引腳 A,B

發(fā)送端 AB間的電壓差
＋2 ～ ＋6v 1
－2 ～ －6v 0

接收端 AB間的電壓差
大于 ＋200mv 1
小于 －200mv 0

定義邏輯1為B>A的狀態(tài)
定義邏輯0為A>B的狀態(tài)

AB之間的電壓差不小于200mv

一對一的接頭的情況下
RS232 可做到雙向傳輸，全雙工通訊 最高傳輸速率 20kbps
422 只能做到單向傳輸，半雙工通訊，最高傳輸速率10Mbps
485 雙向傳輸，半雙工通訊, 最高傳輸速率10Mbps

RS232 定義了9根線(xiàn),實(shí)際我們用到的有3根就夠了

一般只用 2 3 5 號三根線(xiàn)。
2 RxD Receive Data ，Input(接收信號線(xiàn))
3 TxD Transmit Data ，Output(發(fā)送信號線(xiàn))
5 GND Ground (地線(xiàn))

因為RS232有單獨的接收和發(fā)送數據線(xiàn),所以他可以全雙工雙向通信.
通信速率和電氣特性有關(guān)

實(shí)際使用中可以不用這種DB9接頭，可以直接連線(xiàn)。

RS485 ，422 應該使用DB25接頭吧，但一般都直接接線(xiàn)，通常使用雙絞線(xiàn)，用普通的接線(xiàn)端子。
RS485 節點(diǎn)發(fā)送器和接收器共用一對雙絞線(xiàn)，所以節點(diǎn)要么在發(fā)送狀態(tài)，要么在接收狀態(tài)，所以他是半雙工雙向通訊。
RS422 和 RS485 差不多，但節點(diǎn)發(fā)送器和接收器是獨立的，可以一起工作，所以他們可以使用獨立的兩對雙絞線(xiàn)完成全雙工雙向通訊