串行接口标准是
PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口标准。串行通信接口往往用于连接多个系统,可以可靠地连接计算机和远距离的计算机子系统。
RS-232 自1969 年由美国电气工业协会(
EIA) 推荐以来, 由于接口和通信协议比较简单, 因而在计算机串行通信领域得到了广泛的应用, 开发出了大量的以RS-232 为接口的各类产品。然而,在许多
分布式控制系统和工业局部网络中, 常常会遇到传输距离受限,导致RS-232不适宜使用。因而,1977年EIA制定了新标准RS-499,该标准可以支持较高的数据传送速率和较远的传输距离,
RS-422是RS-499的标准子集。后来为了实现联网功能,出现了
RS-485。
RS-232被定义为一种在低速率
串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B,通常情况下,发送
驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~-6V,是另一个逻辑状态。另有一个信号地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”端是用于控制发送
驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送
驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
由于RS-232其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约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)通讯而设计的,其
驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线,共5根线。其DB9连接器
引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送
驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收
节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其余为从设备(Salve),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。
RS-422的最大传输距离为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,才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。
由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的,所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信,而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(Master)设备,其余为从设备,但它比RS-422有改进, 无论四线还是二线连接方式
总线上可多接到32个设备。