in

RS-232与RS-485之间有什么区别?

串行通信是数据交换的基石已经有几十年的历史了,使得从普通的计算机鼠标到复杂的工业自动化系统都成为可能。在为了简化和标准化此类通信所制定的各种标准中,rs-232和rs-485两个标准经常脱颖而出。

每个标准都拥有独特的特点,使它们适用于不同的应用。这意味着根据具体情况,其中一个更加合适。然而,对于非该领域的专家来说,这些字母数字的名称可能更像是一种秘密语言。

那么,rs-232和rs-485究竟是什么,它们有什么区别呢?下面的章节将深入探讨这些协议独特的特点和复杂性。

rs-232 vs rs-485:并排比较

类别rs-232rs-485
信号传输不平衡信号传输,单工或全双工平衡信号传输,主要是半双工
抗干扰和传输距离较低的抗干扰性,最高可达15米较高的抗干扰性,最高可达1.2公里
电压水平+3到+15v表示二进制0,-3到-15v表示二进制1通常在+1.5v和-1.5v之间
传输速度15米处可达20 kbps10米处可达35 mbps,1.2公里处可达100 kbps
电源供应需要双电源供应使用单电源供应工作
推荐适用于短距离、点对点和低噪声环境适用于电气噪声环境中的长距离传输

rs-232 vs rs-485:有何区别?

串行通信标准对于连接设备和促进数据传输至关重要。rs-232和rs-485是行业中的两个重要标准,每个标准都具有独特的应用和特点。

rs-232是电子工业协会(eia)于1960年推出的,或称为推荐标准232,它彻底改变了串行二进制数据信号的世界。

最初设计用于将数据终端设备(dte)连接到数据电路终端设备(dce),这项技术已经被广泛应用于超越其用途的调制解调器和电传打字机设备。

由于其简单的实现和兼容性,rs-232广泛应用于计算机和外围设备。之后,在1983年,eia将rs-485作为rs-422标准的改进引入。

rs-232和rs-485是数据传输的基本通信标准。

©miha creative/shutterstock.com

这项技术标准迅速在多点通信系统中占据了一席之地。rs-485具有独特的规格,可以在长距离和电气噪声环境中提供稳健可靠的数据传输,而rs-232则不具备这些特点。

因此,在传输范围和数据完整性至关重要的工业控制系统中,它已成为首选。尽管串行通信中两者都很重要,但这些标准根据其固有特性和能力的不同功能。

随着我们深入了解rs-232和rs-485的微妙差别,它们之间的差异将变得越来越清晰。这将有助于为您的特定需求选择最合适的标准。

信号传输

在比较rs-232与rs-485的信号传输方面,这两种协议采用不同的方法。这一因素可以显着影响它们在各种应用中的适用性,具体取决于数据传输的具体要求。

rs-232

rs-232通信协议在设备之间的串行通信中广泛使用,采用了不平衡或单端信号传输。在这种类型的传输中,信号线独立于彼此工作,这意味着每条线都携带自己的信号。

信号与公共地之间的电压差确定了二进制状态。这反过来创建了一种简单且易于实施的通信方案,适用于许多设备。

rs-232支持全双工和单工模式。在单工模式下,数据可以单向传输,从一个发送器到一个接收器。而在全双工模式下,通信可以同时进行。

这个功能有利于需要连续和双向数据流的应用,例如调制解调器或计算机之间的直接数据通信。然而,rs-232的不平衡性意味着它容易受到接地线回路和感应噪声等问题的影响,这可能会降低信号质量。

通信线越长,这些问题就越明显。这导致了在较大距离上数据准确性和可靠性的降低。

rs-485

另一方面,rs-485采用平衡或差分信号传输。这种方案通过两根线(通常称为“双绞线”)传输每个信号,而不是一根。

rs-485通信中的二进制状态由这两根线之间的电压差确定。例如,相对于“b”线,'a'线上的正电压可能表示二进制1,而负电压可能表示二进制0。

这种差分信号传输技术使rs-485在共模噪声方面更加强大。共模噪声是指在两根线上均等发生的任何干扰。

由于数据被编码在两根线上的电压差中,共模噪声可以有效地被消除。这确保信号保持强大和清晰,即使在长距离或电气噪声环境中也是如此。

rs-485主要以半双工模式运行,可以在两个方向上传输数据,但不能同时进行。这是由于通信线用于发送和接收。

然而,当使用额外的一对线路时,rs-485也可以支持全双工模式,实现同时的双向通信。

rs-485的差分信号对于支持多点通信非常有帮助,因为它能有效地抵制连接多个设备时线路上的噪声。另一方面,rs-232的单端信号由于其设计原因,在这种情况下无法有效地处理。

噪声抗干扰性和传输距离

rs-232在传输距离上存在限制,而rs-485可以达到1.2公里的距离。

©metamorworks/shutterstock.com

在评估rs-232与rs-485时需要考虑的一个关键因素是它们各自的噪声抗干扰性和传输距离能力。这些特性在它们的有效性中起到重要作用,尤其是在电气噪声环境或需要在长距离上进行数据传输的情况下。

rs-232

由于其不平衡或单端信号传输,rs-232标准在噪声抗干扰性方面具有固有的限制。噪声是电信号的不希望的改变,可以从各种源头引入,比如附近的电子设备、电力线或无线电波。

噪声可能干扰传输的信号,导致接收数据时出现失真或错误。rs-232对噪声干扰特别敏感,因为它通过信号线与公共地之间的电压差来确定二进制状态。

如果噪声改变了信号线上的电压,就会改变被解读的二进制状态,导致数据损坏。此外,rs-232的噪声易受性限制了其有效传输距离。随着电缆长度的增加,噪声干扰和信号退化的潜力也增加。

rs-232标准建议可靠运行的最大电缆长度约为15米。然而,这个限制可能会因所使用的电缆质量、波特率和环境噪声水平等因素而有所变化。

rs-485

相比之下,rs-485使用差分信号传输,使其具有较高的噪声抗干扰能力。rs-485的噪声抗干扰能力非常出色。需要注意的是,rs-485中的二进制状态是通过两个信号线之间的电压差来确定的,而不是其他因素。

如果外部噪声源将电压引入两个信号线,这两条线(编码数据的线路)之间的差异保持不变。这种共模噪声抑制是rs-485相对于rs-232的一项重要优势。

增强的噪声抗干扰能力,结合差分线路的低阻抗特性,使rs-485能够在比rs-232更长的距离上保持信号完整性。

rs-485可以有效地在多达1.2公里的距离上传输数据。这使其成为需要在长距离上进行数据传输或在存在较高电气噪声的环境中的理想选择,例如工业控制系统。

电压水平

rs-232与rs-485之间的电压水平差异是rs-232与rs-485讨论中另一个关键方面。不同的电压要求可以极大地影响它们的操作效率和适用性。

rs-232

rs-232与rs-485之间的电压要求有所不同。

©ivan gorgulenko/shutterstock.com

rs-232标准采用双极性信号方案,使用正负电压来表示二进制状态。具体地,从+3到+15伏特的电压表示“空”(二进制0)。

从-3到-15伏特的电压表示“标记”(二进制1)。-3到+3伏特范围内的任何电压都被视为未定义区域。

rs-232中的这种大电压摆动有助于实现更好的信号可见性和更强的抗干扰能力。具体而言,这适用于短距离点对点通信链路。

然而,缺点是相对于较小电压摆动方案,功耗增加。这些更高的电压水平需要更强大、因此更昂贵的接口硬件,如线路驱动器和接收器,以处理这些电压。

rs-485

与rs-232相比,rs-485使用较小的电压水平来表示二进制状态。rs-485信号是通过两根双绞线之间的电压差来定义的,而不是相对于公共地线的电压,如rs-232。

当“a”线的电压比“b”线的电压高1.5伏特时,通常表示“标记”(二进制1)。当“b”线的电压比“a”线的电压高1.5伏特时,表示“空”(二进制0)。

rs-485中的这种较小电压摆动有几个显著的优点。首先,它降低了功耗,使rs-485比rs-232更节能。其次,它可以实现更长的电缆长度。

信号的较低电压和差分性质减小了信号在长距离传输中的衰减。然而,rs-485的较低电压水平也意味着它比rs-232更不具有固有的抗噪声能力。但这通过差分信号传输得到缓解,差分传输有效地抵制了共模噪声。

传输速度

评估rs-232与rs-485还涉及比较它们各自的数据传输速度。数据传输速度是一个重要因素,特别是在需要快速高效通信的应用中。

rs-232

rs-232设计用于低速短距离通信,其数据传输速度能力反映在其数据速率上。该标准允许在推荐的最大电缆长度为15米时进行最高20 kbps(千位每秒)的数据传输速度。

然而,当电缆长度超过此限制时,信号衰减和噪声干扰的可能性增加。因此,有效的数据传输速率会降低。

这意味着虽然在更长的距离上可以技术上使用rs-232,但会以降低的数据速率为代价,限制单位时间内传输的数据量。

rs-485

另一方面,rs-485标准设计用于在较长距离上进行高速数据传输,因此在数据速率方面相对于rs-232更具有能力。rs-485可以处理10米或更短电缆长度的数据速率高达35 mbps(兆位每秒)。

然而,与rs-232类似,随着电缆长度的增加,rs-485的数据速率也会降低,因为信号衰减。然而,即使在其最大推荐距离1200米的情况下,rs-485仍支持令人印象深刻的100 kbps的数据速率。

保持高数据速率的能力是rs-485在工业和商业应用中广泛使用的主要原因之一。

电源供应

比较rs-232和rs-485时,电源供应需求是一个值得注意的区别。这一特点会影响设计考虑和系统的整体能效。

rs-232

rs-232和rs-485之间一个不太明显但重要的区别是电源供应需求。rs-232设备通常需要双电源供应,即正负电压。

这是因为rs-232使用双极性信号方案,需要正负电压来表示不同的二进制状态。双电源供应要求设计和实施基于rs-232的系统可能更复杂和昂贵。

例如,设计人员可能需要增加额外的元件或电路来生成所需的负电压,如果负电压不容易获得。此外,双电源供应可能会增加系统的总功耗,特别是在功耗敏感的应用中。

rs-485

相比之下,rs-485设备通常使用单一电源供应。这是因为rs-485使用差分信号,其中二进制状态由两条线之间的电压差表示,而不是相对于公共地的绝对电压水平。

rs-485的单一电源供应要求在实践中具有一些优点。首先,它简化了设计和实施过程,因为不需要单独的负电压源。

这可以节省成本,减少设计系统所需的时间。单一电源供应还可以帮助降低系统的总功耗,在功耗敏感的应用中特别有优势。

rs-232 vs rs-485:5个必知事实

  1. rs-232和rs-485在传输模式上有所不同。rs-232使用不平衡信号传输,而rs-485使用平衡信号传输,提供了更好的抗干扰能力和更长的传输距离。
  2. 在传输距离方面,rs-232最适用于最多15米的短距离。rs-485的优异抗干扰能力使其非常适合长距离传输,最长可达1.2公里。
  3. rs-232的信号具有较大的电压波动。rs-485的工作电压相对较低,这是其长距离传输能力的特点之一。
  4. 尽管rs-232在较短距离上支持高达20 kbps的数据传输速率,但rs-485在处理更高速率方面表现出色,较短距离可达35 mbps,较长距离可达100 kbps。
  5. rs-232设备通常需要双电源供应,而rs-485设备使用单一电源供应可以简化设计考虑并提高能效。

rs-232 vs rs-485:哪个更好?应该选择哪个?

比较rs-232和rs-485可以明显看出,这两种标准都没有固有的优劣之分,而是由于其独特的特点,各自更适合不同的应用。

rs-232适用于短距离、点对点的连接,尤其适用于低噪声环境。它设计简单、易于使用和稳健,使其成为各种应用的可靠选择,尤其是在消费电子、计算机外设和实验室数据收集等通信距离较短的场景中。

然而,当应用需求需要更高的抗干扰能力、更长的传输距离、更高的速度或更高效的操作时,rs-232的局限性就显露出来了。rs-232的不平衡信号、双电源需求和较慢的数据传输速率在这些情况下可能成为不利因素。

另一方面,rs-485在需要在电气噪声环境中进行稳健的长距离通信的情况下提供了实质性的好处。工业希望通信系统具有快速、抗干扰、远距离和使用单一电源供多个点的特性。

这使其成为建筑自动化、工业自动化和其他数据密集型应用的首选。实质上,选择rs-232还是rs-485应该受到项目特定需求的制约。

了解每个标准的优势和局限性是做出正确选择的关键。关键是选择最适合任务的工具,而不是寻找一个客观上“更好”的标准。

通过评估通信需求,考虑传输距离、数据传输速率、噪声环境、电源和设备数量,以确定哪种标准最符合您的需求。

Written by