rs232、rs422和rs485通讯接口的区别?

核心提示RS232与RS485是两个难搞清的东西,尽管它们非常不同。 1.什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特点?传输电缆长度如何考虑? 答:计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串

RS232与RS485是两个难搞清的东西,尽管它们非常不同。

1.什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特点?传输电缆长度如何考虑?

答:计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS- 232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信 号的电平加以规定。

(1)接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示

(2)接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻 辑“1”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1”

(3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。

(4) 传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50英尺,其实这个4%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过50英尺,美国DEC公司曾规定允许码元畸变为 10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果。

2. 什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特点?

答: 由于RS-232-C接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点:

(1) 接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与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,波特率为20Kbps。

(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50米左右。

针对RS-232-C的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,RS-485就是其中之一,它具有以下特点:

⊙ RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL 电路连接。

⊙ RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

⊙ RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。

⊙ RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,实际上可达 3000米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器, 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB- 9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9(针)。

3. 采用RS485接口时,传输电缆的长度如何考虑?

答:在使用RS485接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆(线 径为0.51mm),线间旁路电容为52.5PF/M,终端负载电阻为100欧 时所得出。(曲线引自GB11014-89附录A)。由图中可知,当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时, 则电缆长度被限制在1200M。实际上,图中的曲线是很保守的,在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如:当数据信号速率为600Kbit/S时,采用24AWG电缆,由图可知最 大电缆长度是200m,若采用19AWG电缆(线径为0.91mm)则电缆长 度将可以大于200m; 若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)则电缆 长度只能小于200m。

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(终接电阻)。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)。

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需要一终接电阻,要求其阻值约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。终接电阻接在传输电缆的最远端。

RS-485总线由于其成本低廉,设计简单而得到了广泛的应用,大量用于安防监控,智能交通,智能楼宇,机房监控,工业自动化等各个领域。RS-485总线敷设线路比较简单,但是有一些相应的事项必须注意,否则会容易导致通信失败,后期维护工作非常浩大。以下是485布线规范所需要注意的地方:

线材问题:485总线布线使用的线材必须要使用屏蔽双绞线,线径最好在0.75或者1.0线径的,很多人在施工的时候为了图方便,直接使用网线作为485线使用,网线具有八根线,而485线只需要使用两根线或者四根线,其他线浪费了,而且现在的网线的线径相对都比较细,并不能完全满足485总线通信需求,建议不要使用网线。还有不能使用平行线,同轴电缆或者不带屏蔽层的双绞线,由于485是差分平衡传输,使用双绞线可以有效的抵消外部干扰对其的影响,485线路一定不能使用平行线,同样的道理,由于屏蔽层具有屏蔽外部干扰的作用,最好要使用带屏蔽层的双绞线。

布线问题:485总线的走线要尽量远离干扰源,在施工过程中,有很多人为了省事,将485线路与电源线路一起走线,这样是不合理的,电源线会产生干扰,导致485通信不稳定,还有就是485布线必须远离类似于变压器,变频器等强电压干扰源。

总线拓扑问题:由于现场环境复杂,485设备分布一般都比较散乱,施工人员为图方便,没有按照485规范将线路布设成手牵手菊花链总线式拓扑结构,而是随意布设成星型,树型甚至多种拓扑结构混合型的,留出太多太长的分支,在实际应用中,单纯的星型,树型拓扑结构甚至混合拓扑结构有的时候也是可以使用的,但是通信肯定会不稳定,如果一定要布设星型,树型拓扑结构的话,建议使用485集线器和485中继器,相关的应用可以参考485总线拓扑结构问题页面。

接地问题:在485总线布线规范里面,强调需要单点可靠接地,但是在实际施工中,485总线接地有时反而会起到反作用。由于485布线需要手牵手菊花链方式连接,使用的屏蔽双绞线肯定都会被剪断连接在485设备上,而一般大多都会利用外面的屏蔽层作为地线,如果没有将屏蔽层做良好的连接的话,接地反而可能会导致485信号不稳定,所以485线路接地必须是单点可靠接地。

传输距离问题:485总线传输距离为1200米,该传输距离有限定条件:波特率低于110Kbps,使用标准的屏蔽双绞线,线径要达到一定标准,所接负载为一台485设备,外部没有强烈的电磁干扰等。传输距离与通信波特率成反比,与通信线路线径成正比,负载越多传输距离越短,外部干扰越大传输距离越短。建议在布设线路时,最好留有冗余,因为随着线路的老化,传输距离可能会变短,通信可能会不稳定,留有冗余的话,这种情况基本不会出现。当485线路传输距离超过1000米,建议通过增加深圳市鼎信鸿达科技有限公司的485中继器延长通信距离。

负载问题:标准的485芯片负载能力为32个,现在有485芯片已经负载能力达到128个甚至400个,但是实际使用中并不能够完全达到标称值的,影响485芯片负载能力的和从485设备的设计也是有关系的,还有和通信距离也有关系。如果485设备上带有上下拉电阻或者防雷,由于其会吸收电压,会大大的降低该条485线路上的负载能力,还有在485线上加120欧姆的匹配阻抗电阻也会影响负载能力,传输距离越远,负载能力也会相应的降低。同样的,也建议在负载问题上留有冗余,当负载不够的时候,可以通过添加深圳市鼎信鸿达科技有限公司的485中继器,485集线器来解决相应的问题。

 
友情链接
鄂ICP备19019357号-22