RS232 RS422 RS485的區別與應用

一、串口簡介
　　RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標準，zui初都是由電子工業協會（EIA）制訂并發布的，RS-232在1962年發布，命名為EIA-232-E，作為工業標準，以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kb/s時），并允許在一條平衡總線上連接zui多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規范，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共*圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。由于EIA提出的建議標準都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業領域，仍然習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。
　　
　　RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。因此在視頻界的應用，許多廠家都建立了一套高層通信協議，或公開或廠家*使用。如錄像機廠家中的Sony與松下對錄像機的RS-422控制協議是有差異的，視頻服務器上的控制協議則更多了，如Louth、Odetis協議是公開的，而ProLINK則是基于Profile上的。
　　
二、RS-232串行接口標準
　　目前RS-232是PC機與通信工業中應用zui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、發端的數據信號是相對于信號地，如從DTE設備發出的數據在使用DB25連接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動，在發送數據時，發送端驅動器輸出正電平在+5～+15V，負電平在-5～-15V電平。當無數據傳輸時，線上為TTL，從開始傳送數據到結束，線上電平從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，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離zui大為約15米，zui高速率為20kb/s。RS-232是為點對點（即只用一對收、發設備）通訊而設計的，其驅動器負載為3～7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。其有關電氣參數參見下表。
　　
　　規定                  RS232             RS422           R485
　　工作方式              單端               差分              差分
　　節點數               1收、1發         1發10收         1發32收
　　zui大傳輸電纜長度      50英尺            400英尺           400英尺
　　zui大傳輸速率           20Kb/S            10Mb/s            10Mb/s
　　zui大驅動輸出電壓      +/-25V           -0.25V～+6V       -7V～+12V
　　驅動器輸出信號電平(負載zui小值) 負載 +/-5V～+/-15V    +/-2.0V           +/-1.5V
　　驅動器輸出信號電平(空載zui大值) 空載    +/-25V        +/-6V             +/-6V
　　驅動器負載阻抗(Ω)       3K～7K            100                54
　　擺率(zui大值)              30V/μs             N/A              N/A
　　接收器輸入電壓范圍        +/-15V           -10V～+10V        -7V～+12V
　　接收器輸入門限            +/-3V              +/-200mV         +/-200mV
　　接收器輸入電阻(Ω)           3K～7K              4K(zui小)           ≥12K
　　驅動器共模電壓             -3V～+3V            -1V～+3V
　　接收器共模電壓               -7V～+7V          -7V～+12V
　　
　　
三、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，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。
　　通常情況下，發送驅動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2～6V，是另一個邏輯狀態。另有一個信號地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”端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處于高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態。
　　接收器也作與發送端相對的規定，收、發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連，當在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。
　　
　　2．RS-422電氣規定
　　RS-422標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，zui多可接10個節點。即一個主設備（Master），其余為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發端zui大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422四線接口由于采用單獨的發送和接收通道，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）實現。
　　
　　RS-422的zui大傳輸距離為4000英尺（約1219米），zui大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達到zui大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得zui高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的zui大傳輸速率僅為1Mb/s。
　　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zui遠端。
　　RS-422有關電氣參數見表1
　　3．RS-485電氣規定
　　由于RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，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、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信。
　　而采用四線連接時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其余為從設備，但它比RS-422有改進， 無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。
　　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接收器zui小輸入阻抗為12k，RS-422是4k；RS-485滿足所有RS-422的規范，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。
　　RS-485有關電氣規定參見表1。
　　RS-485與RS-422一樣，其zui大傳輸距離約為1219米，zui大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規定zui長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得zui高速率傳輸。一般100米長雙絞線zui大傳輸速率僅為1Mb/s。
　　RS-485需要2個終接電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。

深圳市天地華杰科技有限公司北京公司            http://.cn

61305608

v