RS232電平 RS485電平 RS422電平
RS422總線、RS485和RS422對比
RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件、電纜或協(xié)議,在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。例如:視頻服務器都帶有多個RS422串行通訊接口,每個接口均可通過RS422通訊線由外部計算機控制實現(xiàn)記錄與播放。視頻服務器除提供各種控制硬件接口外,還提供協(xié)議接口,如RS422接口除支持RS422的Profile協(xié)議外,還支持 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協(xié)議。
RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標準,都是由電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制訂并發(fā)布的,RS-232在1962年發(fā)布。RS-422由RS-232發(fā)展而來,為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點,RS-422定義了一種平衡通信接口,將傳輸速率提高到10Mbps,傳輸距離延長到4000英尺(速率低于100Kbps時),并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍,EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準,增加了多點、雙向通信能力,即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上,同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護特性,擴展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標準。 1. S-232串行接口標準
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201612/329986.htm 目前RS-232是PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動,在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5~+15V,負電平在-5~-15V電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時,線上為TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3~+12V與-3~-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20Kbps。RS-232是為點對點(即只用一對收、發(fā)設備)通訊而設計的,其驅(qū)動器負載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。
2. RS-422與RS-485串行接口標準
(1)平衡傳輸
RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B。通常情況下,發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平在+2~+6V,是一個邏輯狀態(tài),負電平在-2V~6V,是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時,發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。
(2)RS-422電氣規(guī)定
由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強的驅(qū)動能力,故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點,最多可接10個節(jié)點。即一個主設備(Master),其余為從設備(Salve),從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。RS-422四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道,因此不必控制數(shù)據(jù)方向,各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對單獨的雙絞線)實現(xiàn)。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米),最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在100Kbps速率以下,才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。
(3)RS-485電氣規(guī)定
由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來的,所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式,二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信。RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時,廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度,能檢測低至200mV的電壓,故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式,任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài),因此,發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便,可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),其允許最多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器。 RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的,RS-485是-7V至+12V之間,而RS-422在-7V至+7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動器可以用在RS-422網(wǎng)絡中應用。RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在100Kbps速率以下,才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。
(4)RS-422與RS-485的網(wǎng)絡安裝注意要點
RS-422可支持10個節(jié)點,RS-485支持32個節(jié)點,因此多節(jié)點構(gòu)成網(wǎng)絡。網(wǎng)絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu),不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡。在構(gòu)建網(wǎng)絡時,應注意如下幾點:
* 采用一條雙絞線電纜作總線,將各個節(jié)點串接起來,從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。
* 應注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜,或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過長的分支線引出到總線。
總之,應該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線。
三 串口的擴展
串口的擴展,我們知道一般一臺計算機有兩個串口,而對于一臺播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩臺設備,我們需要同時控制視頻服務器,錄像機、切換臺、字幕機等各種設備。所以我們就需要對串口進行擴展,我們可以使用串口擴展卡對串口進行擴展,比如我們在播控系統(tǒng)中使用的串口擴展卡MOXA CI-134。
MOXA CI-134是專為工業(yè)環(huán)境通信應用設計的 RS-422/485 四串口卡。它支持4個獨立的RS-422/485串口,在一對多點的通信應用下,最多可控制128 個設備。為使RS-485 2線半雙工操作變得更加簡單,每片 CI-134 卡都具有數(shù)據(jù)流向自動控制(ADDC),不需軟件操作。因此,在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協(xié)議。為達到工業(yè)環(huán)境對高可靠性產(chǎn)品的要求,本系列產(chǎn)品提供可選擇的光電隔離(2 KV)和浪涌保護(25 KV ESD)功能。
該產(chǎn)品特點包括:可選擇光電隔離(2KV)和浪涌保護(25KV ESD)功能;提供數(shù)據(jù)流向自動控制ADDC (Automatic Data Direction Control)功能;RS-485 數(shù)據(jù)控制l: ADDC 或通過 RTS控制;內(nèi)建終端電阻;采用芯片硬件流量控制,保證數(shù)據(jù)不流失;采用先進 ASIC 設計,返修率低;支持眾多常見的操作系統(tǒng)。
RS422總線、RS485和RS422電路原理基本相同,都是以差動方式發(fā)送和接受,不需要數(shù)字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因,這正是二者與RS232的根本區(qū)別,因為RS232是單端輸入輸出,雙工工作時至少需要數(shù)字地線、發(fā)送線和接受線三條線(異步傳輸),還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響,而RS485只能半雙工工作,發(fā)收不能同時進行,但它只需要一對雙絞線。以上三種接口各有缺點,在實際工作中可以根據(jù)需要靈活選用。
232電平或者說串口電平,有的甚至說計算機電平,所有的這些說法,指得都是計算機9針串口(RS232)得電平,采用負邏輯,
-15v ~ -3v 代表1
+3v ~ +15v 代表0
RS485電平 和RS422電平 由于兩者均采用差分傳輸(平衡傳輸)的方式,所以他們的電平方式,一般有兩個引腳 A,B
發(fā)送端 AB間的電壓差
+2 ~ +6v 1
-2 ~ -6v 0
接收端 AB間的電壓差
大于 +200mv 1
小于 -200mv 0
定義邏輯1為B>A的狀態(tài)
定義邏輯0為A>B的狀態(tài)
AB之間的電壓差不小于200mv
一對一的接頭的情況下
RS232 可做到雙向傳輸,全雙工通訊 最高傳輸速率 20kbps
422 只能做到單向傳輸,半雙工通訊,最高傳輸速率10Mbps
485 雙向傳輸,半雙工通訊, 最高傳輸速率10Mbps
RS232 定義了9根線,實際我們用到的有3根就夠了
一般只用 2 3 5 號三根線。
2 RxD Receive Data ,Input(接收信號線)
3 TxD Transmit Data ,Output(發(fā)送信號線)
5 GND Ground (地線)
因為RS232有單獨的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)線,所以他可以全雙工雙向通信.
通信速率和電氣特性有關
實際使用中可以不用這種DB9接頭,可以直接連線。
RS485 ,422 應該使用DB25接頭吧,但一般都直接接線,通常使用雙絞線,用普通的接線端子。
RS485 節(jié)點發(fā)送器和接收器共用一對雙絞線,所以節(jié)點要么在發(fā)送狀態(tài),要么在接收狀態(tài),所以他是半雙工雙向通訊。
RS422 和 RS485 差不多,但節(jié)點發(fā)送器和接收器是獨立的,可以一起工作,所以他們可以使用獨立的兩對雙絞線完成全雙工雙向通訊
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