485通訊接口與232接口的區別

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一、485通訊接口與232接口的區別

RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標準,最初都是由電子工業協會(EIA)制訂併發布的,RS-232在1962年發佈,命名爲EIA-232-E,作爲工業標準,以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發展而來,它是爲彌補RS-232之不足而提出的。爲改進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(速率低於100kb/s時),並允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規範,被命名爲TIA/EIA-422-A標準。爲擴展應用範圍,EIA又於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衝突保護特性,擴展了總線共模範圍,後命名爲TIA/EIA-485-A標準。由於EIA提出的建議標準都是以“RS”作爲前綴,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,或公開或廠家獨家使用。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則是基於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最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義爲一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232採取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。

收、發端的數據信號是相對於信號地,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,線上爲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。由於發送電平與接收電平的差僅爲2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分佈電容,其傳送距離最大爲約15米,最高速率爲20kb/s。RS-232是爲點對點(即只用一對收、發設備)通訊而設計的,其驅動器負載爲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發1收 1發10收 1發32收
最大傳輸電纜長度 50英尺 4000英尺 4000英尺
最大傳輸速率 20Kb/s 10Mb/s 10Mb/s
最大驅動輸出電壓 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V
驅動器輸出信號電平(負載最小值) 負載 +/-5V~+/-15V +/-2.0V +/-1.5V
驅動器輸出信號電平(空載最大值) 空載 +/-25V +/-6V +/-6V
驅動器負載阻抗(Ω) 3K~7K 100 54
擺率(最大值) 30V/μs N/A N/A
接收器輸入電壓範圍 +/-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
驅動器共模電壓 -3V~+3V -1V~+3V -1V~+3V
接收器共模電壓 -7V~+7V -7V~+12V -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,數據信號採用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線,將其中一線定義爲A,另一線定義爲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”端是用於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,發送驅動器處於高阻狀態,稱作“第三態”,即它是有別於邏輯“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之間有大於+200mV的電平時,輸出正邏輯電平,小於-200mV時,輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平範圍通常在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。由於接收器採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,最多可接10個節點。即一個主設備(Master),其餘爲從設備(Salve),從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗爲4k,故發端最大負載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四線接口由於採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的最大傳輸距離爲4000英尺(約1219米),最大傳輸速率爲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,纔可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅爲1Mb/s。

RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等於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最遠端。 

3.RS-485電氣規定 

由於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。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式,二線制可實現真正的多點雙向通信。 

而採用四線連接時,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,其餘爲從設備,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的不同還在於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接收器最小輸入阻抗爲12k,RS-422是4k;RS-485滿足所有RS-422的規範,所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。

RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約爲1219米,最大傳輸速率爲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,纔可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅爲1Mb/s。 

RS-485需要2個終接電阻,其阻值要求等於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。

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