RS232、485、442简明教程

RS232、RS485、RS422简明教程

串行通讯概述 串行通讯协议有很多种，像RS232,RS485, RS422,甚至现今流行的USB等都是串行通讯协 议。而串行通讯技术的应用无处不在。可能大家 见的最多就是电脑的串口与Modem的通讯。记得 在PC机刚开始在中国流行起来时(大约是在90年 代前五年),那时甚至有人用一条串行线进行两台 电脑之间的数据共享。除了这些，手机，PDA, USB鼠标、键盘等等都是以串行通讯的方式与电 脑连接。而我们工作性质的关系，所接触到的就 更多了，像多串口卡，各种种类的具有串口通讯 接口的检测与测量仪器，串口通讯的网络设备等。

一.

RS232的概念

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。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 DB25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。

DB9和DB25的常用针脚定义

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”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪 声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为 逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1” 。

实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的， 在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C 最常用的9条引线的信号内容 RS-232-C接口连接器一般 使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座 在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C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”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯 插头座，传输线采用屏蔽双绞线。

Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5 Pin 6 Pin 7 Pin 8 Pin 9

CD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS RI

Received Line Signal Detector (Data Carrier Detect) Received Data Transmit Data Data Terminal Ready Signal Ground Data Set Ready Request To Send Clear To Send Ring Indicator

9芯

信号方向来自

缩写

描述

12 3

调制解调器调制解调器 PC

CDRXD TXD

载波检测接收数据 发送数据

45 6 7 8 9

PC

DTRGND

数据终端准备好信号地 通讯设备准备好 请求发送 允许发送 响铃指示器

调制解调器 PC 调制解调器 调制解调器

DSR RTS CTS RI

注：调制解调器 (在这里是一个例子，它可以是其它的RS232终端设备)

常见的通讯方式是三线式，这种方式是将两个RS232设备的发送端(TXD)和接收端 (RXD)及接地端(GND)互相连

接 。 这种方式分别将两端的RS232接口的2--3,3---2,5(7)---5(7)针脚连接起来。其中2是 数据接收线(RXD),3是数据发送线(TXD),5(7)是接地(RND)。如果有一台式PC,和 一部NoteBook电脑，就可以用这种方式连线了。用三线式可以将大多数的RS232设备 连接起来。但如果你认死了2--3,3--2,5(7)--5(7)对接这个理，会发现在连某些RS232设 备时并不奏效。这是因为有些设备在电路内部已将2和3线调换过来了，你只要2,3,5(7) 针一一对应就行了。

什么是波特率 波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单 位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化 的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常 以“波特每秒”(Bps)为单位。波特率有时候 会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率 (传信率)的度量。波特率可以被理解为单位时 间内传输码元符号的个数(传符号率),通过不 同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信 息。因此信息传输速率即比特率在数值上和波特 率有这样的关系。

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%而得出附表2 的实验结 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。

1英尺约等于0.3米 附表2 DEC 公司的实验结果

二.

RS422概述

RS-422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。实际上还有一根信号地 线，共5根线。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)。

RS-422的最大传输距离为4000英尺(约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。 RS422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性 阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米 以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

三. RS-485 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RS232-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.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， 一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽 双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯 插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9(孔)。

RS232、RS485、RS422的区别1.传输电缆长度 RS-232一般用于20m以内的通信。 RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。 2.工作方式 RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线 。发送线和接受线三条线(异步 传输),还可以加其它控制线完成同步等功能。 存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题。 RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收 不能同时进行，但它只需要一对双绞线。 RS485和RS422电路原理基本相同，都是以差

动方式发送和接受，不需要数字地线。

四.RS232、RS485、RS422的转换 在实际应用中，各种信号需要相互转换。 例：要传一个几百米外的GPS信号到驾驶台计算机。GPS输出的是232信号，但 距离太远信号会衰减。此时就要利用转换模块把232信号转换成422或485信 号送到驾驶台，在终端再用转换模块转换成232信号进计算机。

ADAM4520转换模块

五.NEMA0183概念 NEMA0183协议是美国国家海洋电子协会(NationaIMarine Electronlcs Association)制定的航海方面数字信号协议标 准。 NEMA0183定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实 际上是一个ASCII码串。这种码直观，易于识别和应用。

船上的GPS、电罗经、潮位遥报仪、AIS等设备输出的都 是这种语句。我们的疏浚定位系统就是接收这些语句来进 行

定位的。所以，我们很有必要来了解一下这些语句的大 概定义。