一、 什么是RS-232 接口?
(1) RS-232 的历史和作用
在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行
通讯。 RS-232-C 接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。
(“RS-232-C”中的“-C”只不过表示RS-232 的版本,所以与“RS-232”简称是一样的)它
是在1970 年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产
厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备
(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准"该标准规定采用一个25 个脚的 DB-25 连接
器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信 号的电平加以规定。后来IBM
的PC 机将RS-232 简化成了DB-9 连接器,从而成为事实标准。而工业控制的RS-232 口一般
只使用RXD、TXD、GND 三条线。
(2)RS-232 接口的电气特性
在RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻 辑"1"为-3 到-15V;逻辑"0"
为 +3 到+15V 。
RS-232-C 最常用的9 条引线的信号内容如下所示
DB-9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
DB-25 8 3 2 20 7 6 4 5 22
定义 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS RI
(3) RS-232 接口的物理结构
RS-232-C 接口连接器一般使用型号为DB-9 插头座,通常插头在DCE 端,插座在DTE 端.
PC 机的RS-232 口为9 芯针插座。而波士RS-232/RS-485 转换器的RS-232 为DB-9 孔插头。
一些设备与PC 机连接的RS-232 接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,
即"发送数据TXD"、"接收数据RXD"和"信号地GND"。RS-232 传输线采用屏蔽双绞线。
(4)RS-232 传输电缆长度
由RS-232C 标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50 英尺,其实这个4%
的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,
所以实际使用中最大距离会远超过50 英尺,美国DEC 公司曾规定允许码元畸变为10%而得出
下面实验结果。其中1 号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对
由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04
是22#AWG 的四芯电缆。
二、 什么是RS-485 接口?
1. RS-485 的电气特性: 发送端:逻辑"1"以两线间的电压差为+(2 至6) V 表示;
逻辑"0"以两线间的电压差为-(2 至6)V 表示。 接收端:A 比B 高200mV 以上即认为是逻辑
"1",A 比B 低200mV 以上即认为是逻辑"0"。
2. RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps。但是由于RS-485 常常要与PC 机的RS-232
口通信,所以实际上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率会使RS-485 传输距离减小,所
以往往为9600bps 左右或以下。
3. RS-485 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。
4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为1200 米(9600bps 时),实际上可达 3000 米,
RS-485 接口在总线上是允许连接多达128 个收发器、即RS-485 具有多机通信能力,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。因RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰
性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485 接口组成
的半双工网络,一般只需二根信号线,所以RS485 接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS-485 的
国际标准并没有规定RS485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者DB-9、DB-25 等连接
器都可以。波士RS-485 接口是事实工业标准。
3. 采用RS485 接口时,传输电缆的长度如何考虑?
答: 在使用RS485 接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允
许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所
限制。最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG 铜芯双绞电话电缆(线 径为0。
51mm),线间旁路电容为52。5PF/M,终端负载电阻为100 欧 时所得出。(引自GB11014-89
附录A)。当数据信号速率降低到90Kbit/S 以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV 时, 则
电缆长度被限制在1200M。实际上,在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不
同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如:当数据信号速率为600Kbit/S
时,采用24AWG 电缆,最大电缆长度是200m,若采用19AWG 电缆(线径为0。91mm)则电缆
长 度将可以大于200m; 若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)则电缆 长度只能小于200m。
RS-485 的远距离通信建议采用屏蔽电缆,并且将屏蔽层作为地线。
三、 什么是RS-422接口?
RS-422 的电气性能与RS-485 完全一样。主要的区别在于:
RS-422 有4 根信号线:两根发送(Y、Z)、两根接收(A、B)。由于RS-422 的收与发
是分开的所以可以同时收和发(全双工)。
RS-485 有2 根信号线:发送和接收都是A 和B。由于RS-485 的收与发是共用两根线所
以不能够同时收和发(半双工)。
能否将RS-422 的Y-A 短接作为RS-485 的A、将RS-422 的Z-B 短接作为RS-485 的B
呢?回答:不一定。条件是RS-422 必须是能够支持多机通信的。波士电子的所有接口转换器
的RS-422 口都能够支持全双工多机通信,所以可以这样简单转换为RS-485。
四、RS-485比RS-232-C接口相比有何特点?
答: 由于RS-232 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。现在由于采用新的UART 芯片
16C550 等,波特率达到115.2Kbps。
(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 米,实际上也只能 用在15 米左右。
(5)RS-232 只允许一对一通信,而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128 个收发器。