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。(“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(chēng)是一樣的)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，從而成為事實(shí)標準。而工業(yè)控制的RS-232 口一般只使用RXD、TXD、GND 三條線(xiàn)。

　　(2)RS-232 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"為-3 到-15V;邏輯"0"

　　為+3 到+15V 。RS-232-C 最常用的9 條引線(xiàn)的信號內容如下所示

　　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 接口的物理結構

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

　　PC 機的RS-232 口為9 芯針插座。一些設備與PC 機連接的RS-232 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TXD"、"接收數據RXD"和"信號地GND"。RS-232 傳輸線(xiàn)采用屏蔽雙絞。

　　(4) RS-232 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，美國DEC公司曾規定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出下面實(shí)驗結果。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。

　　DEC 公司的實(shí)驗結果

　　波特率bps 1號電纜傳輸距離(米) 2號電纜傳輸距離(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 增強器可以將普通的RS-232 口的通信距離直接延長(cháng)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?xún)删€(xiàn)間的電壓差為+(2 至6) V 表示;邏輯"0"以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為-(2 至6)V 表示。接收端：A比B高200mV以上即認為是邏輯"1"，A 比B 低200mV 以上即認為是邏輯"0"。

　　2.RS-485(或 RS-422)的接線(xiàn)：

　　3.RS-485 的數據最高傳輸速率為10Mbps。但是由于RS-485 常常要與PC 機的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準值為1200米(9600bps時(shí))，實(shí)際上可達3000米，RS-485 接口在總線(xiàn)上是允許連接多達128個(gè)收發(fā)器、即RS-485 具有多機通信能力，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 )，一般只需二根信號線(xiàn)，所以RS485 接口均采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。RS-485 的國際標準并沒(méi)有規定RS485 的接口連接器標準、所以采用接線(xiàn)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)標準。

　　6.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。最大電纜長(cháng)度與信號速率的關(guān)系曲線(xiàn)是使用24AWG 銅芯雙絞電話(huà)電纜(線(xiàn)徑為0。51mm)，線(xiàn)間旁路電容為52。5PF/M，終端負載電阻為100 歐時(shí)所得出。(引自GB11014-89附錄A)。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，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。RS-485的遠距離通信建議采用屏蔽電纜，并且將屏蔽層作為地線(xiàn)。

　　三、什么是RS RS-422 接口?

　　RS-422 的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區別在于：

　　RS-422 有4 根信號線(xiàn)：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 根信號線(xiàn)：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(xiàn)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通信的。波士電子的所有接口轉換器的RS-422 口都能夠支持全雙工多機通信，所以可以這樣簡(jiǎn)單轉換為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?，F在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率達到115.2Kbps。

　　(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 米，實(shí)際上也只能用在15米左右。

　　(5)RS-232 只允許一對一通信，而RS-485 接口在總線(xiàn)上是允許連接多達128個(gè)收發(fā)器。

　　(6)一些公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的RS485集線(xiàn)器它能夠把一路RS-485或一路RS-232總線(xiàn)分割為4路RS-485總線(xiàn)，或者把四路RS-485信號匯集到一路RS-485或一路RS-232總線(xiàn)上來(lái)。并且每個(gè)端口都獨立具有光隔、短路、開(kāi)路保護功能。在系統發(fā)生故障的時(shí)候，內置的控制器能夠及時(shí)的切斷有故障的端口。使RS485集線(xiàn)器保證每一端口都起到獨立工作，達到互不干擾的效果。每個(gè)端口可同時(shí)連接32個(gè)接點(diǎn)，可延長(cháng)1200米RS-485信號，是改變RS-485總線(xiàn)布線(xiàn)中單一結構的最好選擇。