學工控不得不知的通信接口 RS232 RS422 RS485

看下面這個表格吧

規(guī)格RS232 RS422 R485

工作方式 單端 差分 差分

節(jié)點數(shù) 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(qū)動器負載阻抗(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

接收器輸入門限+/-3V +/-200mV+/-200mV

接收器輸入電阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K

驅(qū)動器共模電壓 N/A-3V～+3V -1V～+3V

接收器共模電壓 N/A-7V～+7V -7V～+12V

RS232的傳輸是點對點的,并且傳輸距離只有15米.

RS485的傳輸支持一點對多點,傳輸距離達到1800米.(采用半雙工傳輸)

RS422跟485的區(qū)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？傳輸電纜長度如何考慮？

答： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)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路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進行通訊。RS-232-C接口（又稱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（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是"數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準"該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。一般只使用3-9條引線。

（1）接口的電氣特性

在RS-232-C中任何一條信號線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(jié)構(gòu)

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(shè)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,即"發(fā)送數(shù)據(jù)"、"接收數(shù)據(jù)"和"信號地"。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。并行口與串行口的區(qū)別是交換信息的方式不同，并行口能同時通過8條數(shù)據(jù)線傳輸信息，一次傳輸一個字節(jié)；而串行口只能用1條線傳輸一位數(shù)據(jù)，每次傳輸一個字節(jié)的一位。并行口由于同時傳輸更多的信息，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)位0 (DATAO) 11忙(BUSY)

3數(shù)據(jù)位1 (DATA1) 12卻紙(PE)

4數(shù)據(jù)位2 (DATA2) 13選擇(SLCT)

5數(shù)據(jù)位3 (DATA3) 14自動換行(AUTOFEED低電平)

6數(shù)據(jù)位4 (DATA4) 15錯誤觀點(ERROR低電平)

7數(shù)據(jù)位5 (DATA5) 16初始化成(INIT低電平)

8數(shù)據(jù)位6 (DATA6) 17選擇輸入(SLCTIN低電平)

9數(shù)據(jù)位7 (DATA7)18-25地線路(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。25針串行口具有20mA電流環(huán)接口功能，用9、11、18、25針來實現(xiàn)。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(shù)據(jù)(TXD) 11數(shù)據(jù)發(fā)送(一)

3接受數(shù)據(jù)(RXD) 12-17未用

4請求發(fā)送(RTS) 18數(shù)據(jù)接收(+)

5清除發(fā)送(CTS) 19未用

6數(shù)據(jù)準備好(DSR) 20數(shù)據(jù)終端準備好比(DTR)

7信號地線路(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(shù)據(jù)準備好(DSR)

2接受數(shù)據(jù)(RXD) 7請求發(fā)送(RTS)

3發(fā)出數(shù)據(jù)(TXD) 8清除發(fā)送(CTS)

4數(shù)據(jù)終端準備好(DTR) 9振鈴指示(RI)

5信號地線(SG)

（3）傳輸電纜長度 由RS-232C標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺，其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723內(nèi)有三對雙絞線，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？

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

（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(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。

（3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)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，實際上也只能用在50米左右。

1. RS-485的電氣特性：邏輯"1"以兩線間的電壓差為+（2-6）V表示；邏輯"0"以兩線間的電壓差為-（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(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps

3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動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，實際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點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，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。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），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）

3、 采用RS485接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？

答：在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù)，這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。當數(shù)據(jù)信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時，則電纜長度被限制在1200M。實際上，在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如：當數(shù)據(jù)信號速率為600Kbit/S時，采用24AWG電纜，計算可知最大電纜長度是200m，若采用19AWG電纜（線徑為0。91mm）則電纜長 度將可以大于200m； 若采用28AWG電纜（線徑為0。32mm）則電纜長度只能小于200m。

4、如何實現(xiàn)RS-485/422多點通訊

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

5、有的系統(tǒng)采用MAX483時運行正常，后來改用MAX1480B，發(fā)現(xiàn)不能正常運行應(yīng)考慮什么問題？

答：若檢查并確認電路按Data book連接無誤情況下，主要應(yīng)考慮MAX1480B的驅(qū)動器使能時間遠大于MAX483。MAX1480B驅(qū)動器使能時間最大達100μs（典型值為35μs）。所以，MAX1480B從收態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)送時，在發(fā)送數(shù)據(jù)前應(yīng)有足夠的延時，以保證驅(qū)動器有效之后，才發(fā)送數(shù)據(jù)。6、有些用戶問，根據(jù)RS-485網(wǎng)的要求，匹配電阻應(yīng)接在最遠的站點上。但實際線路連接之后，不知道最遠站點是哪一個，應(yīng)該如何接匹配電阻呢？

答：會出現(xiàn)這種情況，是由于用戶組成RS-485網(wǎng)時，沒有遵循站點至總線的連線應(yīng)盡可能短的原則。如果總線布線遵循這一原則，就不存在不知道哪個站點是最遠的問題。而且要注意，這樣的布線，系統(tǒng)將會工作得不好。

7、曾有一客戶反映，他們購買的MAX1480B中，有一些工作不正常。

答：我們對工作不正常的芯片進行抽檢，發(fā)現(xiàn)這些片子接收器輸出端至電源端（Vcc）按標準接3kΩ電阻時，接收器輸出低電平時電壓偏高，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