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串口硬件分类——232/422/485是什么

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间
一、串口简介

RS232、RS485和RS422都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的,RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。

RS-422由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种 单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范 ,被命名为TIA/EIA-422-A标准。

为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了 多点、双向通信 能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。

RS232、RS422与RS485标准 只对接口的电气特性作出规定,而不涉及插件、电缆或协议, 在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议(如各类工业总线协议)。

二、RS232串行接口标准

RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准,采用不平衡传输方式,即所谓 单端通讯 。

典型的RS-232接线信号电压为负逻辑关系,规定以-5V~-15V为高电平,+3V~+15V为低电平,噪声容限为2V。而典型的信号接收器按TTL标准,高电平3.6~5V,低电平0V~2.4V,因此,RS-232C不能和TTL电平直接相连,使用时必须进行电平转换,否则将使TTL电路烧坏。

1、9线串口常用信号脚说明

2、RS-232串口通信接线方式(三线制)

首先,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:

同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连

同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连

对9针串口和25针串口,均是2与3直接相连;

两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)只要记住一个原则:接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连,彼此交叉,信号地对应相接即可。

3、 RS-232缺陷

(1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片。RS232接口任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑“1”为-3 — -15V;逻辑“0”:+3—+15V,噪声容限为2V。即要求接收器能识别高于+3V的信号作为逻辑“0”,低于-3V的信号作为逻辑“1”,TTL电平为5V为逻辑正,0为逻辑负。与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

(2)传输速率较低,在异步传输时,比特率为20Kbps(规定:速率低于20kb/s时,传输距离可以到15m);因此在51CPLD开发板中,综合程序波特率只能采用19200。

(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。

(4)传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能用在15米左右。

RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

三、RS-422与RS-285串行接口标准

1、平衡传输

RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B。  

通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端,而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 

接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。

2、RS-422电气规定

RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线,共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其余为从设备(Salve),从设备之间不能通信,所以RS-422支持 点对多的双向通信 。接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终端电阻)。RS-422四线接口由于采用 单独的发送和接收通道 ,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。

RS-422的最大传输距离为4000英尺(约1219米),最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。   

RS-422需要一终端电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在距离传输时可不需终端电阻,即一般在300米以下不需终端电阻。终端电阻接在传输电缆的最远端。

3、RS-485电气规定

由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的,所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。  

而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(Master)设备,其余为从设备,但它比RS-422有改进, 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。 

RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的,RS-485是-7V至+12V之间,而RS-422在-7V至+7V之间,RS-485接收器最小输入阻抗为12k,RS-422是4k;RS-485满足所有RS-422的规范,所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。

RS-485与RS-422一样,其最大传输距离约为1219米,最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。

RS-485需要2个终接电阻,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总线的两端。

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相关要点总结:

15736699951:rs485串口和rs232串口有什么区别?
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15736699951:计算机上的串口是哪种类型?
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15736699951:串口RS232、RS485和RS422三者的区别是什么?
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15736699951:串口RS232,RS485,RS422,TTL 的区别?
王临答:你提到是这几种接口本质都是串行接口,串口通讯包括TTL、RS-232、RS-422、RS-485与PowerBUS。TTL、RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,不涉及接插件、电缆或协议。TTL:TTL电平信号规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”。适用于板内通讯。接线方式为四线(两条通讯线...

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