详解RS232、RS422、RS485接口

1. 共模和差模的区别

差模传输相对于共模传输方式，优势在于差模方式可以有效抵消共模干扰，因为两根信号线所受的噪声影响是相同的，然后输出值是两根信号线的差值。

2.RS-232 全双工 电压信号

1）发展历史

        RS-232在1970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。

2）实物图：

3）RS232的电气信号

        RS232接收-发送端的电信号是相对于公共地线（GND）的电压信号。当电压差值在+3V~+15V之间表示逻辑“0”，当电压差值在-3V~-15V之间表示逻辑“1”，电压差值在-3V~+3V之间没有定义。3V是最小的可检测电压信号，实际使用时期望电压差的绝对值在5V~15V之间，即：发送数据时，发送端驱动器输出正电压信号+5V~+15V，表示逻辑“0”；负电压信号-5V~-15V表示逻辑1。接收数据时，只要是检测到大于3V的电信号，即将其视为有效信号。

3. RS-422 全双工 差分信号

1）发展历史

        RS-422由RS-232发展而来，它是为改进RS-232通信距离短(最大传输距离15m)、速率低(最大位速率为20Kb/s)的缺点而提出的。RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺≈1200米（速率低于100Kbps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。

4. RS-485 半双工 差分信号

1）发展历史

        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，它增加了设备的个数，从10个增加到32个。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。因RS-485为半双工的，当用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传送。许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口，将它们联网也十分方便。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”（recommeded standard）推荐标准作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。

2）实物图

3）RS485的电气标准

        RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义：正电平在+2V～+6V之间，表示一个逻辑状态；负电平在-2V～-6V之间，则表示另一个逻辑状态；数字信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰。

5. RS-232和RS-485的比较

由于RS-232-C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。

（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英尺，实际上也只能用在50米左右。

RS-485的特点：

1） RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2-6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2-6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，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。

5）RS-485总线上任何时候只能有一发送器发送。半双工方式，主从只能一个发。