一、RS232

  RS-232-C是個(gè)人計(jì)算機(jī)上常用的通訊接口之一，由EIA所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。常見的RS-232接口通常以9針腳（DB9）或25針腳（DB25）的形態(tài)出現(xiàn)，而工業(yè)控制的RS-232接口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。

  采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，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。

  RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。具體通訊距離還與通信速率有關(guān)，例如，在9600pbs時(shí)，普通雙絞屏蔽線時(shí)，距離可達(dá)30-35米。

  接口使用信號(hào)線和GND與其他設(shè)備形成共地模式的通信，這種共地模式傳輸容易產(chǎn)生干擾，并且抗干擾性能也比較弱。EIA-RS-232C對(duì)電氣特性、邏輯電平也都作了規(guī)定。

舉例說明RS-232 9針腳接口定義：

針腳接口

串口接線圖

二、RS422輸出

  RS-422由RS-232發(fā)展而來，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。

  RS-422有4根信號(hào)線：兩根發(fā)送（Y、Z）、兩根接收（A、B）。由于RS-422的收與發(fā)是分開的所以可以同時(shí)收和發(fā)，所以RS-422定義為全雙工的，一般額外地多一根地線。由于接收器采用高輸入阻抗且發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS-232具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，所以允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)，即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Slave），而從設(shè)備之間不能通信，故RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。如接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。

  RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在 100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為 1Mb/s。

三、RS485

  在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍。

  RS-485有2根信號(hào)線：發(fā)送和接收都是A和B，收發(fā)共用兩根線，所以不能夠同時(shí)收和發(fā)被定義為半雙工的。由于RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。

  發(fā)送端：邏輯"1"以兩線間的電壓差為+（2 至6） V 表示；邏輯"0"以兩線間的電壓差為-（2 至6）V 表示。接收端：A比B高200mV以上即認(rèn)為是邏輯"1",A 比B 低200mV以上即認(rèn)為是邏輯"0"。

  一個(gè)RS-485驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力一般可以驅(qū)動(dòng)32個(gè)接收器（即接收器為1/32單位負(fù)載）。如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。既然繼承了RS-422，所以RS-485可以為全雙工的，現(xiàn)在大多數(shù)全雙工RS-485驅(qū)動(dòng)/接收器對(duì)都是標(biāo)：RS-422/RS-485的，因?yàn)槿p工RS-485的驅(qū)動(dòng)/接收器可以用在RS422網(wǎng)絡(luò)。

  RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在 100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。RS-485采用平衡發(fā)送驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。

  連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因：

  （1）共模干擾問題： RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路***模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。

  （2）EMI問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路。            

  (3）通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。

  （4）通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。