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24.什么是RS232,RS422,RS485接口及特点和比较


一、什么是 RS-232 接口? (1) RS-232 的历史和作用 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。 (“RS-232-C” 中的“-C”只不过表示 RS-232 的版本,所以与“RS-232”简称是一样的)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 DB-25 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。后来 IBM 的 PC 机将 RS-232 简化成了 DB-9 连接器,从而成为事实标准。而工业控制的 RS-232 口一般只使用 RXD、TXD、GND 三条线。

(2)RS-232 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"为-3 到-15V; 逻辑"0" 为+3 到+15V 。RS-232-C 最常用的 9 条引线的信号内容如下所示 DB-9 1 3 2 3 2 20 4 7 5 6 6 4 7 5 8 22 9

DB-25 8

定义 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS RI

(3) RS-232 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为 DB-9 插头座,通常插头在 DCE 端,插座在 DTE 端. PC 机的 RS-232 口为 9 芯针插座。一些设备与 PC 机连接的 RS-232 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 TXD"、"接收数据 RXD"和"信号地 GND"。 RS-232 传输线采用屏蔽双绞。

(4) RS-232 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% 而得出下面实验结果。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。

DEC 公司的实验结果 波特率 bps 110 300 1200 2400 4800 9600 300 300 75 1 号电缆传输距离(米) 2 号电缆传输距离(米) 1500 1500 900 150 75 75 900 900 900

经过许多年来 RS-232 器件以及通信技术的改进,RS-232 的通信距离已经大大增加。波士 电子的 RS-232 增强器可以将普通的 RS-232 口的通信距离直接延长到 1000 米。

二、什么是 RS-485 接口? 1.RS-485 的电气特性: 发送端:逻辑"1"以两线间的电压差为+(2 至 6) V 表示;逻辑 "0"以两线间的电压差为(2 至 6) V 表示。 接收端: A 比 B 高 200mV 以上即认为是逻辑"1",A 比 B 低 200mV 以上即认为是逻辑"0"。

2.RS-485(或 RS-422)的接线:

3.RS-485 的数据最高传输速率为 10Mbps。但是由于 RS-485 常常要与 PC 机的 RS-232 口通 信,所以实际上一般最高 115.2Kbps。又由于太高的速率会使 RS-485 传输距离减小,所以 往往为 9600bps 左右或以下。

4.RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰性好。

5.RS-485 接口的最大传输距离标准值为 1200 米 (9600bps 时) , 实际上可达 3000 米, RS-485 接口在总线上是允许连接多达 128 个收发器、即 RS-485 具有多机通信能力,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,一般只需二根信号线,所以 RS485 接口均采用屏蔽双绞线传输。RS-485 的国 际标准并没有规定 RS485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者 DB-9、DB-25 等连接 器都可以。RS-485 接口是事实工业标准。

6.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。 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。 (引自 GB11014-89 附录 A) 。 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,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,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-485 的 远距离通信建议采用屏蔽电缆,并且将屏蔽层作为地线。

三、什么是 RS RS-422 接口? RS-422 的电气性能与 RS-485 完全一样。主要的区别在于: RS-422 有 4 根信号线:两根发送(Y、Z) 、两根接收(A、B) 。由于 RS-422 的收与发是分 开的所以可以同时收和发(全双工) 。 RS-485 有 2 根信号线:发送和接收都是 A 和 B。由于 RS-485 的收与发是共用两根线所以 不能够同时收和发(半双工) 。 能否将 RS-422 的 Y-A 短接作为 RS-485 的 A、 将 RS-422 的 Z-B 短接作为 RS-485 的 B 呢? 回答:不一定。 条件是 RS-422 必须是能够支持多机通信的。波士电子的所有接口转换器的 RS-422 口都能 够支持全双工多机通信,所以可以这样简单转换为 RS-485。

四、RS RS-485 比 RS RS-232 232-C 接口相比有何特点? 答: 由于 RS-232 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。 现在由于采用新的 UART 芯片 16C550 等,波特率达到 115.2Kbps。 (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 米,实际上也只能用在 15 米左右。 (5)RS-232 只允许一对一通信,而 RS-485 接口在总线上是允许连接多达 128 个收发器。 (6)一些公司专业生产的 RS485 集线器它能够把一路 RS-485 或一路 RS-232 总线分割为 4 路 RS-485 总线, 或者把四路 RS-485 信号汇集到一路 RS-485 或一路 RS-232 总线上来。 并且 每个端口都独立具有光隔、短路、开路保护功能。在系统发生故障的时候,内置的控制器能 够及时的切断有故障的端口。 使 RS485 集线器保证每一端口都起到独立工作, 达到互不干扰 的效果。每个端口可同时连接 32 个接点,可延长 1200 米 RS-485 信号,是改变 RS-485 总线 布线中单一结构的最好选择。


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