RS232 / RS422 / RS485 之间的联系

RS232 / RS422 / RS485 之间的联系

1. 定义和概述

​ RS-232、RS-422 与 RS-485 都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232 在1962 年发布，命名为 EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。Recommeded Standard，推荐标准。

​ RS-422 由 RS-232 发展而来，它是为弥补 RS-232 之不足而提出的。为改进 RS-232 通信距离短、速率低的缺点，RS-422 定义了一种平衡通信接口（需要在传输线上接终端电阻），将传输速率提高到 10Mb/s，传输距离延长到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 时），并允许在一条平衡总线上连接最多 10 个接收器。RS-422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为 TIA/EIA-422-A 标准。

​ 为扩展应用范围，EIA 又于 1983 年在 RS-422 基础上制定了 RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为 TIA/EIA-485-A 标准。

三者对比电气参数如下表：

规定	RS232	RS422	RS485
工作方式	单端	差分	差分
节点数	1发1收	1发10收	1发32收
理论最大传输距离	50英尺（15米）	4000 英尺（约1219 米）	4000 英尺（约1219 米）
理论最大传输速率	20 Kb/s	10 Mb/s	10 Mb/s
工作信号线根数	2	4	2
工作类型	全双工	全双工	半双工

2. RS232

1. 电平： -3~-15V表示 1 ，+3~+15V表示 0 ；

2. RS232通常使用DB9连接器，接口及引脚定义如下
   
   公头为例：

   引脚号	名称	功能
   1	DCD	载波检测。主要用于Modem通知计算机其处于在线状态，即Modem检测到拨号音， 处于在线状态。
   2	RXD	此引脚用于接收外部设备送来的数据；使用Modem时，发现RXD指示灯在闪烁，说明RXD引脚上有数据进入。
   3	TXD	此引脚将计算机的数据发送给外部设备；使用Modem时，发现TXD指示灯在闪烁，说明计算机正在通过TXD引脚发送数据。
   4	DTR	数据终端就绪；当此引脚高电平时，通知Modem可以进行数据传输，计算机已经准备好。
   5	GND	信号地。
   6	DSR	数据设备就绪；此引脚高电平时，通知计算机Modem已经准备好，可以进行数据通讯了。
   7	RTS	求发送；此脚由计算机来控制，用以通知Modem马上传送数据至计算机；否则，Modem将收到的数据暂时放入缓冲区中。
   8	CTS	清除发送；此脚由Modem控制，用以通知计算机将欲传的数据送至Modem。
   9	RI	Modem通知计算机有呼叫进来，是否接听呼叫由计算机决定。

3. 工作方式：全双工通信，使用一对传输线（TXD和RXD）进行数据传输,还需要共地确定电平。

4. 传输距离及速率：9600bps （ <15m ），38400 （ < 4m ），单端信号传输会产生共模干扰，抗干扰性弱。

补充：

单端信号传输：单端信号传输使用一条信号线来传送信息，另一条线作为公共地线或参考点。信号的逻辑状态（高电平或低电平）由相对于地线的电压电平决定。

优点：优点是传输方式简单直接，成本较低；

缺点：

抗干扰能力弱，因为所有的噪声都叠加在信号上，任何存在于地线与信号线之间的共模噪声都会影响到信号的质量；

不适合长距离传输，随着传输距离增加，信号衰减和噪声的影响变得更加显著，导致误码率上升；

地电位差异问题：当发送端和接收端的地电位不同时，可能会引起通信错误或设备损坏。

3. RS422 和 RS485

1. 电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）；
2. RS422和RS485的DB9接线与RS232存在引脚差异，差异如下表

引脚号	RS232	RS422	RS485
1	DCD	TX-	DATA- （A）
2	RXD	TX+	DATA+ （B）
3	TXD	RX+	NC
4	DTR	RX-	NC
5	GND	GND	GND
6	DSR	RTS-	NC
7	RTS	RTS+	NC
8	CTS	CTS+	NC
9	RI	CTS-	NC

RS422接线图

3.两种通信协议都使用了差分信号传输，所以具有更好的抗干扰性能，尤其是对于共模噪声的抑制效果显著。两者的共模输出电压是不同的，RS485是-7V至+12V之间，而RS422是在-7V至+7V之间。