一、RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,开端都是由电子工业协会(EIA)拟定并发布的,RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以确保不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232开展而来,它是为补偿RS-232之缺乏而提出的。为改善RS-232通讯间隔短、速率低的缺陷,RS-422界说了一种平衡通讯接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输间隔延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并答应在一条平衡总线上衔接最多10个接纳器。RS-422是一种单机发送、多机接纳的单向、平衡传输标准,被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展运用规模,EIA又于1983年在RS-422根底上拟定了RS-485标准,添加了多点、双向通讯才干,即答应多个发送器衔接到同一条总线上,一起添加了发送器的驱动才干和抵触保护特性,扩展了总线共模规模,后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的主张标准都是以“RS”作为前缀,所以在通讯工业范畴,依然习气将上述标准以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则,而不触及接插件、电缆或协议,在此根底上用户可以树立自己的高层通讯协议。因而在视频界的运用,许多厂家都树立了一套高层通讯协议,或揭露或厂家独家运用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的RS-422操控协议是有差异的,视频服务器上的操控协议则更多了,如Louth、Odetis协议是揭露的,而ProLINK则是根据Profile上的。
二、RS-232串行接口标准
现在RS-232是PC机与通讯工业中运用最广泛的一种串行接口。RS-232被界说为一种在低速率串行通讯中添加通讯间隔的单端标准。RS-232采纳不平衡传输方法,即所谓单端通讯。
收、发端的数据信号是相关于信号地,如从DTE设备宣布的数据在运用DB25衔接器时是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摇摆,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,从开端传送数据到完毕,线上电平从TTL电平到RS-232电平再回来TTL电平。接纳器典型的作业电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接纳电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模按捺才干差,再加上双绞线上的分布电容,其传送间隔最大为约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)通讯而规划的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232合适本地设备之间的通讯。其有关电气参数参见表1。
规则 RS232 RS422 R485
作业方法 单端 差分 差分
节点数 1收、1发 1发10收 1发32收
最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺
最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s
最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V~+6V -7V~+12V
驱动器输出信号电平(负载最小值) 负载 +/-5V~+/-15V +/-2.0V +/-1.5V
驱动器输出信号电平(空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V
驱动器负载阻抗(Ω) 3K~7K 100 54
摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A
接纳器输入电压规模 +/-15V -10V~+10V -7V~+12V
接纳器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV
接纳器输入电阻(Ω) 3K~7K 4K(最小) ≥12K
驱动器共模电压 -3V~+3V -1V~+3V
接纳器共模电压 -7V~+7V -7V~+12V
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不相同,数据信号选用差分传输方法,也称作平衡传输,它运用一对双绞线,将其中一线界说为A,另一线界说为B。
通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状况,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状况。还有一个信号地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”端是用于操控发送驱动器与传输线的堵截与衔接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状况,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接纳器也作与发送端相对的规则,收、发端经过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平常,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接纳器接纳平衡线上的电平规模通常在200mV至6V之间。
2.RS-422电气规则
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它界说了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线,共5根线。由于接纳器选用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动才干,故答应在相同传输线上衔接多个接纳节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其他为从设备(Salve),从设备之间不能通讯,所以RS-422支撑点对多的双向通讯。接纳器输入阻抗为4k,故发端最大负载才干是10×4k+100Ω(终接电阻)。RS-422四线接口由于选用独自的发送和接纳通道,因而不用操控数据方向,各装置之间任何有必要的信号交流均可以按软件方法(XON/XOFF握手)或硬件方法(一对独自的双绞线)完结。
RS-422的最大传输间隔为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,才或许到达最大传输间隔。只要在很短的间隔下才干取得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能取得的最大传输速率仅为1Mb/s。
RS-422需求一终接电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩间隔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电气规则
由于RS-485是从RS-422根底上开展而来的,所以RS-485许多电气规则与RS-422相仿。如都选用平衡传输方法、都需求在传输线上接终接电阻等。RS-485可以选用二线与四线方法,二线制可完结真实的多点双向通讯。
而选用四线衔接时,与RS-422相同只能完结点对多的通讯,即只能有一个主(Master)设备,其他为从设备,但它比RS-422有改善,不管四线仍是二线衔接方法总线上可多接到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接纳器最小输入阻抗为12k,RS-422是4k;RS-485满意一切RS-422的标准,所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中运用。
RS-485有关电气规则参见表1。
RS-485与RS-422相同,其最大传输间隔约为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,才或许运用规则最长的电缆长度。只要在很短的间隔下才干取得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。
RS-485需求2个终接电阻,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩间隔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头。
RS232,RS422,RS485的差异
1.RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)拟定的一种串行物理接口标准。RS是英文“引荐标准”的缩写,232为标识号,C表明修正次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线,包含一个主通道和一个辅佐通道,在大都情况下首要运用主通道,关于一般双工通讯,仅需几条信号线就可完结,如一条发送线、一条接纳线及一条地线。RS-232-C标准规则的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规则,驱动器答应有2500pF的电容负载,通讯间隔将受此电容约束,例如,选用150pF/m的通讯电缆时,最大通讯间隔为15m;若每米电缆的电容量减小,通讯间隔可以添加。传输间隔短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能按捺共模搅扰等问题,因而一般用于20m以内的通讯。
2.RS-485总线,在要求通讯间隔为几十米到上千米时,广泛选用RS-485 串行总线标准。RS-485选用平衡发送和差分接纳,因而具有按捺共模搅扰的才干。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到康复。 RS-485选用半双作业业方法,任何时候只能有一点处于发送状况,因而,发送电路须由使能信号加以操控。RS-485用于多点互连时十分便利,可以省掉许多信号线。运用RS-485 可以联网构成分布式体系,其答应最多并联32台驱动器和32台接纳器。
3.RS422总线,RS485和RS422电路原理底子相同,都是以差动方法发送和承受,不需求数字地线。差动作业是同速率条件下传输间隔远的底子原因,这正是二者与RS232的底子差异,由于RS232是单端输入输出,双作业业时至少需求数字地线发送线和承受线三条线(异步传输),还可以加其它操控线完结同步等功用。RS422经过两对双绞线可以全双作业业收发互不影响,而RS485只能半双作业业,发收不能一起进行,但它只需求一对双绞线。
RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。用新式收发器线路上可衔接台设备。
以往,PC与智能设备通讯多凭借RS232、RS485、以太网等方法,首要取决于设备的接口标准。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层,假如要完结数据的双向拜访,就有必要自己编写通讯运用程序,但这种程序大都都不能契合ISO/OSI的标准,只能完结较单一的功用,适用于单一设备类型,程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中,假如设备数量超越2台,就有必要运用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通讯息只要经过“主(Master)”设备中转才干完结,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只答应存在一个主设备,其他全部是从(Slave)设备。而现场总线技能是以ISO/OSI模型为根底的,具有完好的软件支撑体系,可以处理总线操控、抵触检测、链路保护等问题。