RS232/RS422/RS485标准区别

发布时间:2018/12/6

一、串口简介

RS-232、RS-422 与 RS-485 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。


RS-232、RS-422 与 RS-485 标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、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。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的 Sony 与松下对


录像机的 RS-422 控制协议是有差异的,视频服务器上的控制协议则更多了,如 Louth、Odetis 协议是公开的,而 ProLINK 则是基于


Profile 上的。
 


二、RS-232 串行接口标准


目前 RS-232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。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。RS-232 采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。收、发端的数据信号是相对于信号地,如从 DTE 设备发出的数据在使用 DB25


连接器时是 2 脚相对 7 脚(信号地)的电平。


典型的 RS-232 信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在-5~-15V 电平。当无


数据传输时,线上为 TTL,从开始传送数据到结束,线上电平从 TTL 电平到 RS-232 电平再返回 TTL 电平。


接收器典型的工作电平在+3~+12V 与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为 2V 至 3V 左右,所以其共模抑制能力差,再加


上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约 15 米,最高速率为 20kb/s。


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。


其有关电气参数参见表 1。


表 1

三、RS-422 与 RS-485 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)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-422 有关电气参数见表 1


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 有关电


气规定参见表 1。


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。