详解RS232、RS422、RS485接口
电路一点通
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2024-09-06
1. 共模和差模的区别
差模传输相对于共模传输方式,优势在于差模方式可以有效抵消共模干扰,因为两根信号线所受的噪声影响是相同的,然后输出值是两根信号线的差值。
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2.RS-232 全双工 电压信号
1)发展历史 RS-232在1970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。
2)实物图:3)RS232的电气信号 RS232接收-发送端的电信号是相对于公共地线(GND)的电压信号。当电压差值在+3V~+15V之间表示逻辑“0”,当电压差值在-3V~-15V之间表示逻辑“1”,电压差值在-3V~+3V之间没有定义。3V是最小的可检测电压信号,实际使用时期望电压差的绝对值在5V~15V之间,即:发送数据时,发送端驱动器输出正电压信号+5V~+15V,表示逻辑“0”;负电压信号-5V~-15V表示逻辑1。接收数据时,只要是检测到大于3V的电信号,即将其视为有效信号。
3. RS-422 全双工 差分信号
1)发展历史 RS-422由RS-232发展而来,它是为改进RS-232通信距离短(最大传输距离15m)、速率低(最大位速率为20Kb/s)的缺点而提出的。RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mbps,传输距离延长到4000英尺≈1200米(速率低于100Kbps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。
4. RS-485 半双工 差分信号
1)发展历史 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,它增加了设备的个数,从10个增加到32个。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。因RS-485为半双工的,当用于多站互连时可节省信号线,便于高速、远距离传送。许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口,将它们联网也十分方便。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”(recommeded standard)推荐标准作为前缀,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。2)实物图3)RS485的电气标准 RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义:正电平在+2V~+6V之间,表示一个逻辑状态;负电平在-2V~-6V之间,则表示另一个逻辑状态;数字信号采用差分传输方式,能够有效减少噪声信号的干扰。
5. RS-232和RS-485的比较
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。
RS-485的特点:1) 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。2)RS-485的数据最高传输速率为10Mbps3)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。4)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。5)RS-485总线上任何时候只能有一发送器发送。半双工方式,主从只能一个发。
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