RS232与RS485串行信息1 RS232接口指标以及介绍在RS232标准中进行的通信是一种异步串行通信的方法串行的意思是，每一次只发送一位数据的信息异步是指，信息不会在预定的的时段内发送数据传输可以在任何特定时间开始，并且接收器的任务是能检测到一个信息的开始和结束异步通信既有优点，又有缺点2 RS232比特流在物理信道上，标准的RS232串口传输信息是通过一位一位发送的方式进行传输的，那就必须分离一个数据字的信息而且数据字的长度是可变的，在PC机上可以选择5到8位的长度为用于同步和错误检查的目的，可以适当增加一些位发射器和接收器使用相同的位数是很重要的，否则，字数据可能会被误解或不承认 在同步通信中，必须有时钟或触发信号来表示每次传输的开始没有时钟信号，可以使异步通信渠道运行起来更便宜，减掉一些必要的电缆一个缺点是，接收器可能会在错误的时刻接收信息，这样就需要时间使它们再同步运行在同步期间里，所有收到的数据会丢失另一个不利之处是需要额外的比特的数据流，以显示有用的信息的开始和结束而这些额外的位要占用带宽 数据位发送预先的频率，即波特率发射器和接收器通过编程来使用相同的位频率当第一次收到一个位时，接收器就会计算出其他数据位将在哪个时间段收到。
在这些时刻，将检查线电压 RS232接口的线电压有两种状态打开状态称作1，关闭状态称作0，也可以既不处于打开状态又不处于关闭状态当线处于闲置状态，它将保持在高电平 2.1 起始位 RS232接口定义为一个异步的通信方式这意味着，能在任意时刻发送一个数据字如果任意时刻都有可能的话，这可能会为接收器确定哪一位是起始位造成一些问题为了解决这个问题，每个字数据都有一个注意位作为开始这个注意位，也被称为起始位，始终被定义为低电平由于当线路为空闲时为高电平，起始位很容易被接收器发现2.2 数据位在数据发送过程中，直接紧跟着起始位的是数据位位值为1产生高电平，位值为0为低电平最低位始终是在第一位发送2.3 奇偶校验位为了检测错误，有可能在字数据中自动地增加额外的位发送器依靠发送的信息来计算每一位的值如果实际的奇偶校验位的值与计算的值相对应，接收机会进行同样的计算和检查2.4 停止位由于在传输线上噪声的干扰，假定接收器已经错过了起始位，它将以一个空值来作为第一个数据位的开始，这会导致到达接收器的信息为乱码，必须出现一个机制使通信再同步要做到这一点，引进一种帧格式，帧是指所有的数据位和奇偶校验位包含一帧的起始位和停止位。
在起始位和停止位之间的时间段是一个常数，由波特率，数据位和奇偶校验位来确定起始位总是低电平，停止位总是高电平当停止位上传输时，如果接收器检测到的值不是高电平，就会导致同步失败，在UART接收端会导致帧错误该装置会在新的传输位上进行再同步对于再同步 ，接收器会对有效的启动和停止位进行数据扫描如果数据0值被反复发送，同步是不可能的例如：确定数据帧结束的停止位可以有不同的长度事实上，它不是一个真实的位而是在每一个字结束时都有一个最小时间的高电平在PC机上此时间段有三种长度：时间等于1 ， 1.5或2位 1.5位仅用于5位长度的数据字对于所有数据字的大小1位停止位的长度是有可能的3 RS232接口的物理特性RS232接口标准描述了一个在不同的环境中能够进行通信的方法在引脚上，这已影响了所能允许的最大电压值在最初的定义中，当时就已经考虑到了技术的可能性例如，最大波特率为20 kbps随着目前的设备，如16550A UART接口的出现，最大速度可达到1.5 Mbps3.1 电压 RS232引脚的信号电平有两个状态高电位由负电压表示，而低电位由正电压表示这可能会有点不适应，因为在正常情况下，逻辑值高界定为高电压。
电压范围如下所示RS232接口电压值电平发送器电压值(V)接收器电压值 (V)低电平 (0)+5 ... +15+3 ... +25高电平(1)-5 ... -15-3 ... -25未定义--3 ... +3计算机端口可以产生的最大电压幅值能影响到最大的电缆长度和通信速度此外，如果电压差很小，数据失真迟早会发生例如，与-11.5 V的台式计算机相比，东芝笔记本高电压为-9.3V在高噪音的工业环境中，相同的电缆传输下，笔记本电脑很难与三菱PLC进行通信，而台式电脑在传输过程中却没有任何数据错误因此，即使远远超出了最低限度的电压电平， 2V的差值可以对通信质量产生巨大影响尽管存在高电压，但是不可能由于短路而毁坏串行端口只有在高电压与高电流下，可能烧坏驱动芯片仍旧，在大多数情况下UART不会被毁坏3.2 最大电缆长度在RS232领域，电缆长度是讨论的最多的项目之一该标准有一个明确的答案，最大电缆长度为50英尺，或电缆长度相当于一个2500 pF的电容后者的规定往往被遗忘这意味着，在没有超出标准的限制下，使用一个带有低电容的电缆覆盖更远的距离例如，如果双绞线CAT - 5电缆使用一个17V/英尺的电容，所允许的最大电缆长度为147英尺。
在这个标准中所提到的电缆长度允许最高通信速度产生如果速度减少2倍或4倍，最大长度急剧增加多年前德州仪器公司做了一些切实可行的实验，不同的传输速率对应所允许的最大电缆长度请记住， RS232标准最初是20 kbps由于有最高通讯速度，允许电缆长度增加10倍！根据德州仪器所测试的RS232电缆长度波特率最大电缆长度（英尺）1920050960050048001000240030004 RS485接口RS232 ， RS422 ， RS423和RS485是用于计算机和设备进行串行通信的方法 RS232串口众所周知，因为在今天，这种串行接口几乎应用在所有的电脑上然而，其他一些接口也引起了人们的关注，因为它们可以用于RS232接口所不能用的情况下我们将重点介绍RS485接口RS232接口用于数据终端设备与数据通信设备的连接，最高通信速率为20 kbps，最大通信线长度为50英尺在过去，几乎所有的计算机设备使用调制解调器进行连接就足以进行通信但是，不久之后，人们开始寻求通信能力更强的接口，如下所示：1 不需要调制解调器而直接连接数据终端设备2 在一个网络结构中连接多个终端3 通信距离更远4 通信速率更快RS485是由EIA所定义的最通用的通信标准，因为它有以下四个优点。
这就是为什么在有多个节点进行通信的数据采集和控制应用中，RS485是目前使用最广泛的通信接口5 RS485的差分信号：更远距离和更高比特率RS232的一个主要问题是在信号传输过程中抗干扰能力不强发送器和接收器的传输线上的电压值是以地线作为标准的接地电平的改变可能带来不利影响因此，RS232接口的触发电平为相对较高的±3V很容易产生干扰信号，因而限制了最大传输距离和通信速度相反，RS485没有接地端来作为参考点它利用两线之间的电压差值进行发送和接收不会引起任何问题 RS485传输信号是变化的，每个信号的传送通过一根+信号线和一根-信号线 RS485接收的信号是通过比较两线之间的电压差得到的，而不是只由一根信号线上的电压值表示这样能防止存在的接地环路（通信中存在的一个共同问题），使得运行良好如果+信号线和-信号线使用双绞线，就能达到最好的效果下面的图解释了其原因 在中直电缆和双绞线电缆中所引起的噪声 在上面的图中，噪声产生于磁场的环境中由于磁场的存在，上图显示的是在485数据线中的磁场线和噪声电流中直电缆，所有噪声电流流动的方向是一致的，特别像在一个普通的变压器中产生的环路电流。
当电缆交织时，我们看到，某些信号线上的噪声电流方向与其他部分的电缆的电流方向相反由于这一原因，所造成的噪音电流比普通直电缆引起的电流要弱屏蔽——这是一种常用的防止RS232线上噪音的方法——试图保持相反的磁场远离信号线然而，在RS485通信中的双绞线抗干扰能力更强，磁场可以通过，但不会产生干扰如果要具备高抗噪性，往往是将双绞和屏蔽相结合例如在STP中，像屏蔽双绞线，FTP 以及箔层双绞线网络电缆等等差分信号和双绞线使RS485通信距离比RS232通信距离更远用RS485进行通信，可达1200米差分信号线比非差分连接的信号线有更高的比特率因此， RS485可以克服在RS232通信中速度的限制目前生产的RS485设备可以实现的比特率为35 Mbps 6 RS485与RS232， RS422和RS423的特点RS232 ， RS422 ， RS423和RS485的特点RS232RS423RS422RS485差分否否是是最大发送器节点数11132最大接收器节点数1101032运行方式半双工半双工半双工半双工全双工网络拓扑结构点对点多点多点多点最大距离(标准)15 m1200 m1200 m1200 m在12m时的最大速度20 kbs100 kbs10 Mbs35 Mbs在1200m时的最大速度(1 kbs)1 kbs100 kbs100 kbs最大摆率30 V/μs可调节n/an/a接收器输入电阻3..7 kΩ≧ 4 kΩ≧ 4 kΩ≧ 12 kΩ3..7 kΩ≧ 450 Ω100 Ω54 Ω接收器输入门限±3 V±200 mV±200 mV±200 mV接收器输入电压范围±15 V±12 V±10 V–7..12 V发送器输出最大电压值±25 V±6 V±6 V–7..12 V发送器输出最小电压值(有负载)±5 V±3.6 V±2.0 V±1.5 V此表的信息告诉我们：首先，可以看到进行差分传输的RS422和RS485 远远优于RS232和RS423 。
其次，在RS232和RS423里有一个最高转换率的定义，这样做是为了避免反射信号，而最高转换率也限制了线上的最高通信速度像RS422及RS485接口则没有最高转换率的限制为了避免在更长电缆上的反射信号，有必要使用合适的终端电阻我们还看到，对于所有接口所允许的最大电压等级都在同一范围内，但该信号电平对于更快的接口而言就更低由于这一原因，在同一高比特率下，RS485和其他接口在几V电压的变化下仍然是可以用的，因为逻辑0和逻辑1之间的转换只有几百毫伏值得注意的是， RS232接口能够进行全双工通信这是因为在其他接口中，通信渠道由多个接收端和多个发送端共享，如RS485接口良好的书面协议使得RS232接口有一个单独的通信线路用于发送和接收，在相同比特率下，它比其他接口有更高的数据传输速率在大多数协议中所需要的数据并不占用RS232接口上主要数据通道的带宽7 由RS485构成的网络拓扑网络的拓扑结构可能是目前RS485在数据采集和控制应用中最受欢迎的原因 在同一网络中，只有RS485接口，能够互联多个发射机和接收机当在RS485接收器里加入12 kΩ的输入电阻就有可能将32个装置连接到网络目前抗干扰能力更强的RS485可以扩展到256个 。