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RS-232、RS422和RS-485的區別和各自的實現方式

一、殊途同歸

RS-232、RS422和RS-485 均屬於UART是通用非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),僅用兩根訊號線(Rx 和Tx)就可以完成通訊過程;
而由於各自使用的電平有所不同,因此由UART轉換為RS-232、RS422或RS-485時,需要經過一個SP3232E、SP3485(或則其他轉換晶片)。

需要注意的是:RS-232、RS-422、RS-485 它們僅是關於UART通訊的一個機械和電氣介面標準,因此把RS-232、RS-422、RS-485 稱為通訊協議,這是很不應該的(頂多是網路協議中的物理層面)。

二、RS-232標準

RS-232是美國電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種序列物理介面標準。
RS-232 一般只使用RXD(2)、TXD(3)、GND(5) 三條線;
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硬體實現辦法

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首先涉及到了電平的變化,UART使用的晶片自身輸出的電壓;
然後由UART的兩條訊號線 TX和RX轉換為RX-232的 TX和RX;

RX-232介面的訊號電平值較高,易損壞介面電路的晶片,又因為與TTL電平不相容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連線。
傳輸速率較低,在非同步傳輸時,波特率為20Kbps。
介面使用一根訊號線和一根訊號返回線而構成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。

RS-232介面可以實現點對點的通訊方式,但這種方式不能實現聯網功能。
於是,為了解決這個問題,一個新的標準RS-485產生了。

三、RS-422和RS485

RS-485的資料訊號採用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線;
RS-422 的電氣效能與RS-485完全一樣。
主要的區別在於:****RS-422 有4 根訊號線:兩根傳送、兩根接收。由於RS-422 的收與發是分開的所以可以同時收和發(全雙工),也正因為全雙工要求收發要有單獨的通道,所以RS-422適用於兩個站之間通訊,星型網、環網,不可用於匯流排網;
RS-485 只有2 根訊號線,所以只能工作在半雙工模式,常用於匯流排網。
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硬體實現辦法
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注意485的兩條訊號線需要做差分等長
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因此RS-485/RS-422有較好的抗噪聲干擾性;

四、效能比較

1、通訊能力:RS-485 介面在總線上是允許連線多達128個收發器,使用者可以利用單一的 RS-485 介面方便地建立起裝置網路。RS-232只允許一對一通訊。
RS-422可支援10個節點,RS-485支援32個節點,因此多節點構成網路。
網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構,不支援環形或星形網路。

2、訊號線:RS485 介面組成的半雙工網路,一般只需二根訊號線。RS-232 口一般只使用 RXD、TXD、GND 三條線 。

3、電氣電平值:RS-485的邏輯”1”以兩線間的電壓差為+(2-6) V 表示;邏輯”0”以兩線間的電壓差為-(2-6)V 表 示 。在 RS-232-C 中任何一條訊號線的電壓均為負邏輯關係。即:邏輯”1”,-5- -15V;邏輯”0 ” +5- +15V 。

4、傳輸速率:RS-232傳輸速率較低,在非同步傳輸時,波特率為 20Kbps。RS-485 的資料最高傳輸速率為 10Mbps 。

5、傳輸速率:RS-232傳輸速率較低,在非同步傳輸時,波特率為 20Kbps。RS-485 的資料最高傳輸速率為 10Mbps 。

6、 抗干擾性:RS485 介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾性好。RS232 介面使用一根訊號線和一根訊號返回線而構成共地的傳輸形式,這種共地傳輸容易產生共模干擾。