科普:一文看懂RS232和RS485通信总线

本文转载自:Linest-5的CSDN博客

RS232概述

RS-232接口符合电子工业联盟(EIA)建立的串行数据通信接口标准。原始编号是EIA-RS-232(简称232,RS232)。它广泛用于计算机串行接口外设连接。连接电缆以及机械、电气、信号和传输过程。

RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS232特性

RS-232是主流串行通信接口之一。由于RS232接口标准的早期出现,难免存在不足,主要有以下四点:

  • 接口信号电平高,容易损坏接口电路的芯片。RS232接口上任何信号线的电压都处于负逻辑关系中。即:逻辑“1”为-3 ~ -15V;逻辑为“0”:+3 ~ +15V,噪声裕量为2V。也就是说,接收器需要将高于+3V的信号识别为逻辑“0”,将低于-3V的信号识别为逻辑“1”,将5V的TTL电平识别为逻辑正极,将0识别为逻辑负极。与TTL电平不兼容,需要一个电平转换电路来连接到TTL电路。

  • 传输速率低。在异步传输中,比特率为20Kbps;因此,在51CPLD开发板中,集成程序波特率只能是19200,这也是原因。

  • 接口采用信号线和信号回波串,形成共同的接地传输形式。这种标准的接地传输容易受到共模干扰,因此抗噪性较弱。

  • 传输距离有限。最大传输距离为50英尺。它只能达到大约15米。

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RS485 概述

RS-485串行总线广泛用于通信距离必须为几十米到几公里的时候。RS-485使用平衡的发射和差分接收,因此可以抑制共模干扰。除了总线收发器的高灵敏度外,它还可以检测低至200mV的电压,从而将发射的信号恢复到公里以上。RS-485使用半双工工作模式,任何时候只发送一个点。因此,发射电路必须由使能信号控制。

RS485 特性

RS-485对于多点互连非常方便,可以节省许多信号线。RS-485应用可以联网以形成一个分布式系统,允许多达32个驱动器和32个接收器并联连接。针对RS-232的缺点,新标准RS-485具有以下特点:

  • RS-485的电气特性:逻辑“1”由两条线路+2V~+6V之间的电压差表示,逻辑“0”由两条线路之间的电压差-6V~-2V表示。接口信号电平低于RS-232,不易损坏接口电路芯片。该电平与TTL电平兼容,便于与TTL电路连接。

  • 最高数据传输速率为:10Mbps

  • RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收机的组合,具有抗共振固模干扰能力,即抗噪声性能好。

  • RS-485接口的最大传输距离为4000英尺,实际上可达3000米。

  • RS-232接口仅允许一个收发器连接到总线,即单站功能。相比之下,RS-485接口仅允许在总线上连接多达128个收发器,即多站能力。用户 使用单个RS-485接口可以快速建立设备网络。

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RS232 和 RS485 的区别

  • 工作模式:RS232 为全双工,RS485 为半双工。

  • 传输方式:RS485和RS232只是物理协议的通信(即接口标准),RS485是差分传输方式,RS232是单端传输方式,但通信程序没有太大区别。

  • 信号线:RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根信号线。RS-232 口一般只使用 RXD、TXD、GND 三条线 。

  • 抗干扰性:RS485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。RS232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。

  • 传输距离:RS485接口的最大传输距离标准值为 1200 米(9600bps 时),实际上可达 3000 米。RS232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。

  • 通信能力:RS485 接口在总线上是允许连接多达128个收发器,用户可以利用单一的 RS485 接口方便地建立起设备网络。RS232只允许一对一通信。

  • 传输速率:RS232传输速率较低,在异步传输时,波特率为 20Kbps。RS485 的数据最高传输速率为 10Mbps 。

  • 电气电平值:RS485的逻辑"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 。在 RS-232 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑"1",-(5-15)V;逻辑"0 " +(5- 15)V 。

PC已经配备了RS232,可以直接使用。如果使用RS485通信,则只需在RS232端口上连接RS232至RS485转换头,无需修改程序。

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RS232是一个标准接口,是一个D形的9引脚。所连接设备的接口的信号定义是相同的。信号定义如下:

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RS232仅允许一对一通信(单站功能)

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RS485接口允许总线上最多128个收发器(多站功能)

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通信距离:最远设备(控制器)与计算机之间的距离理论为1200米。建议控制在800米以内,最佳控制在300米以内。如果距离太长,可以使用485中继器(扩展)其中中继器放置在总线中间或开头。中继器理论上可以扩展到3000米。

负载数:485 总线可以承载的设备(控制器)数量。这取决于控制器的通信芯片和485转换器的通信芯片的选择。通常,有 32、64、128 和 256。这种选择是理论数字。在实际应用中,根据场景环境、通信距离等因素,负载数未达到指标数。

485通信总线(必须双绞线,或网络电缆之一),如果使用普通电线(不绞线),干扰会很大,通信不顺畅,甚至通信都是不可能的。

每个控制器设备必须携手并进,并且不得有星形连接或分叉。如果有星形连接或分叉,干扰会很大,通信会很差,甚至传输也不可能。

区别总结

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