RS-232-C接口與RS-485接口

RS-232-C接口與RS-485接口
1、什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特點？傳輸電纜長度如何考慮？
　　計算機(jī)與計算機(jī)或計算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同 的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo) 準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25個腳的 DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信 號的電平加以規(guī)定。
　　1）接口的信號內(nèi)容 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內(nèi)容見附表
　　2）接口的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏 輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1” 附表1
　　引腳序號
　　 信號名稱
　　 符號
　　 流向
　　 功能
　　2 　　 發(fā)送數(shù)據(jù)
　　 TXD
　　 DTE→DCE
　　 DTE發(fā)送串行數(shù)據(jù)
　　3
　　 接收數(shù)據(jù)
　　 RXD
　　 DTE←DCE
　　 DTE接收串行數(shù)據(jù)
　　4
　　 請求發(fā)送
　　 RTS
　　 DTE→DCE
　　 DTE請求DCE將線路切換到發(fā)送方式
　5
　　 允許發(fā)送
　　 CTS
　　 DTE←DCE
　　 DCE告訴DTE線路已接通可以發(fā)送數(shù)據(jù)
　　
　　6
　　 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好
　　 DSR
　　 DTE←DCE
　　 DCE準(zhǔn)備好
　　7
　　 信號地
　　 　 　 信號公共地
　　8
　　 載波檢測
　　 DCD
　　 DTE←DCE
　　 表示DCE接收到遠(yuǎn)程載波
　　20
　　 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好
　　 DTR
　　 DTE→DCE
　　 DTE準(zhǔn)備好
　　22
　　 振鈴指示
　　 RI
　　 DTE←DCE
　　 表示DCE與線路接通,出現(xiàn)振鈴
　3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。
　4）傳輸電纜長度 由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠(yuǎn)超過50英尺，美國DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實驗結(jié)果。其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對雙絞線，每對由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。 附表2 DEC 公司的實驗結(jié)果
　　波特率
　　 1 號電纜傳輸距離（英尺）
　　 2 號電纜傳輸距離（英尺）
　　110
　　 5000
　　 3000
　　300
　　 5000
　　 3000
　　1200
　　 3000
　　 3000
　　2400
　　 1000
　　 500
　　4800
　　 1000
　　 250
　　9600
　　 250
　　 250
2. 什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特點？
   由于RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：
　1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
  2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。
  3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。
  4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實際上也只能 用在50米左右。
　　針對RS-232-C的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485就是其中之一，它具有以下特點：
　　1. RS-485的電氣特性：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。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。
　　2. RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps
　　3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。
　　4. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實際上可達(dá) 3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
　　因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。
3. 采用RS485接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？
　　在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù)，這個 長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關(guān)系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜（線 徑為0。51mm），線間旁路電容為52。5PF/M，終端負(fù)載電阻為100歐 時所得出。（曲線引自GB11014-89附錄A）。由圖中可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信 號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時， 則電纜長度被限制在1200M。實際上，圖中的曲線是很保守的，在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號速率為600Kbit/S時，采用24AWG電纜，由圖可知最 大電纜長度是200m，若采用19AWG電纜（線徑為0。91mm）則電纜長 度將可以大于200m； 若采用28AWG 電纜（線徑為0。32mm）則電纜 長度只能小于200m。

謝謝樓主的文章，很有用，總算系統(tǒng)的了解了它們的問題和區(qū)別。