RS232電平 RS485電平 RS422電平

1. S-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)

目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5~+15V，負(fù)電平在-5~-15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為T(mén)TL，從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)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(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(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。
2. RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)

（1）平衡傳輸

RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱(chēng)作平衡傳輸，它使用一對(duì)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(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2~+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2V~6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)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(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)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(guī)定

由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達(dá)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(zhǎng)的雙絞線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(yuǎn)端。

（3）RS-485電氣規(guī)定

由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以RS-485許多電氣規(guī)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(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。RS-485總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。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。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 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(hào)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(hào)線。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)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滿足所有RS-422的規(guī)范，所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)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。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)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(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為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(jié)點(diǎn)，RS-485支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

* 采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。

* 應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。

總之，應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。
三 串口的擴(kuò)展

串口的擴(kuò)展，我們知道一般一臺(tái)計(jì)算機(jī)有兩個(gè)串口，而對(duì)于一臺(tái)播控計(jì)算機(jī)需要控制的設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止兩臺(tái)設(shè)備，我們需要同時(shí)控制視頻服務(wù)器，錄像機(jī)、切換臺(tái)、字幕機(jī)等各種設(shè)備。所以我們就需要對(duì)串口進(jìn)行擴(kuò)展，我們可以使用串口擴(kuò)展卡對(duì)串口進(jìn)行擴(kuò)展，比如我們?cè)诓タ叵到y(tǒng)中使用的串口擴(kuò)展卡MOXA CI-134。

MOXA CI-134是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境通信應(yīng)用設(shè)計(jì)的 RS-422/485 四串口卡。它支持4個(gè)獨(dú)立的RS-422/485串口，在一對(duì)多點(diǎn)的通信應(yīng)用下，最多可控制128 個(gè)設(shè)備。為使RS-485 2線半雙工操作變得更加簡(jiǎn)單，每片 CI-134 卡都具有數(shù)據(jù)流向自動(dòng)控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應(yīng)用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協(xié)議。為達(dá)到工業(yè)環(huán)境對(duì)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(hù)（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(hù)（25KV ESD）功能；提供數(shù)據(jù)流向自動(dòng)控制ADDC （Automatic Data Direction Control）功能；RS-485 數(shù)據(jù)控制l: ADDC 或通過(guò) RTS控制；內(nèi)建終端電阻；采用芯片硬件流量控制，保證數(shù)據(jù)不流失；采用先進(jìn) ASIC 設(shè)計(jì)，返修率低；支持眾多常見(jiàn)的操作系統(tǒng)。

RS422總線、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(shù)字地線。差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與RS232的根本區(qū)別，因?yàn)镽S232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線、發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過(guò)兩對(duì)雙絞線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(duì)雙絞線。以上三種接口各有缺點(diǎn)，在實(shí)際工作中可以根據(jù)需要靈活選用。

232電平或者說(shuō)串口電平，有的甚至說(shuō)計(jì)算機(jī)電平，所有的這些說(shuō)法，指得都是計(jì)算機(jī)9針串口（RS232）得電平，采用負(fù)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(duì)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,實(shí)際我們用到的有3根就夠了

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

因?yàn)镽S232有單獨(dú)的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)線,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。

RS485 ，422 應(yīng)該使用DB25接頭吧，但一般都直接接線，通常使用雙絞線，用普通的接線端子。
RS485 節(jié)點(diǎn)發(fā)送器和接收器共用一對(duì)雙絞線，所以節(jié)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(jié)點(diǎn)發(fā)送器和接收器是獨(dú)立的，可以一起工作，所以他們可以使用獨(dú)立的兩對(duì)雙絞線完成全雙工雙向通訊