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串行通信接口之RS232、RS485与RS422

2024-03-21

前言

RS232,RS485,RS422都是串口通信协议家族的一员,那么他们有什么区别呢?首先让我们来了解俩个简单的知识点,TTL电平以及CMOS电平,单端传输以及差分传输。

TTL电平在这里插入图片描述
TTL电平接口电路由晶体管构成,5V表示1,0V表示0。

CMOS电平
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CMOS电平接口电路由场效应管构成,3-15V表示1,0V表示0。

单端传输
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单端传输由参考地和信号线,单端传输是在一根导线上传输与地信号的电平差,优点成本低,但是由于地线噪声影响通信,抗干扰能力差。

差分传输
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差分传输是指在两根线上都传输信号,这两个信号的大小相等,极性相反,这两根线上传输的信号就是差分信号(差模信号),简单的说就是在同一时间段内,通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态 “0” 还是 “1” 。

优点:

  1. 抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上,而其差值为0,即,噪声对信号的逻辑意义不产生影响。
  2. 能有效抑制电磁干扰(EMI)。由于两根线靠得很近且信号幅值相等,这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等,同时他们的信号极性相反,其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。
  3. 时序定位准确。差分信号的接收端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点,作为判断逻辑 0/1跳变的点的。而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑 0/1的跳变点,受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大,不适合低幅度的信号。

RS232在这里插入图片描述

RS232采用单端传输,由于电平幅度大,上升或下降的时间长,传输效率差,且抗地噪声干扰弱。

RS485

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RS485采用差分传输,速率最高可达10Mbps,最长可达千米进行通信,采用半双工的工作方式,必须采用使能的方式控制数据的收发状态。同时支持多设备进行通信。

RS422

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RS422 支持点对多的通信,是全双工通信方式。由于设备上用专门的收发通道,因此不必控制数据方向。一个主设备,其余都是从设备,从设备之间不能互相通信。

三者比较

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