RS-232和RS-485之間的區別

盡管這兩種標準長期以來一直用于串行通信，但 RS-485 提供了 RS-232 所不具備的寶貴功能。在本文中了解更多信息。

任何形式的溝通都需要規則來幫助確保每個人都保持一致。在電子領域，這些規則采用標準的形式——由行業協會作為建議發布的廣泛適用的設計規范集。遵循這些建議后，這些建議可以幫助工程設備使用相同的電子語言，從而實現高效、可靠的通信。

RS-232（“RS”縮寫為“recommended standard”）于 20 世紀 60 年代推出，作為串行通信的標準化接口。盡管它對于此目的仍然有用，但現在已經存在 RS-485 等替代方案，并且性能顯著增強。在本文中，我們將了解 RS-232 和 RS-485 之間最重要的區別。

01

點對點與多點

RS-232 是一種點對點規范，這意味著一個 RS-232 設備只能與另一個 RS-232 設備通信。盡管只要稍加創意，就可以將 RS-232 轉變為由兩個以上設備共享的“多點”網絡，但該標準本身并未包含此功能。

由于 RS-485 是多點規范，因此更加靈活。多個 RS-485 設備無需任何特殊修改或接口電路即可進行通信，如圖 1 所示。RS-485 驅動器必須能夠承受 32 個“單位負載”，這意味著 32 個具有 15kΩ 輸入阻抗的接收器。

02

電壓等級

最初的 RS-232 標準規定了 +25 V 和 –25 V 的邏輯電平。普通家用串行接口需要 50V 的信號擺幅這一說法令人難以置信，但這畢竟是六十多年前的事了。該標準的后續修訂將信號擺幅降低至 ±12V，然后降低至 ±5V。RS-485 中的電壓電平要低得多，這是兩個標準之間最顯著的差異之一。

圖 2 中的圖表描述了邏輯級數據流和同一數據流的 RS-232 版本。請注意，除了電壓電平轉換之外，極性也被反轉。+5V 邏輯高電平變為 –5V，而 0V 邏輯低電平變為 +5V。

03

單端信號與差分信號

典型的邏輯電平信號和 RS-232 信號是單端的，這意味著一個信息信號需要一個電信號。電信號以 0V 接地電位為參考。RS-485 信號是差分信號，這意味著一個信息信號需要兩個互補的電信號。接收器通過比較兩個信號來提取信息。

圖3說明了單端信號和差分信號之間的差異。

由 RS-485 兼容驅動器生成的信號的最小差分幅度為 1.5V；RS-485 接收器的最小差分檢測閾值為 200mV。這樣，即使信號在從發射器傳輸到接收器時信號明顯劣化，仍然有足夠的余量來可靠地檢測數字數據。

圖4 提供了 RS-485 最小驅動器和接收器幅度的直觀表示。

04

信號擺動

RS-485 總線的信號擺幅遠低于 RS-232 接口的信號擺幅。這是 RS-485 的一個重要優勢，因為較小幅度的信號可以簡化電路設計并提高效率。由于較低的幅度與差分信號相結合，因此不會增加設備對 EMI 的敏感性。事實上，RS-485 通信比 RS-232 通信更穩健。

較高的數據速率是與較小幅度信號相關的另一個好處。RS-232 的最大數據速率約為 1Mbps。理論上，RS-485 的最大值為 10Mbps — 實際上，如圖5 所示，該限制更高。

05

信號編碼

RS-232 描述了串行通信的完整解決方案。它包括以下要求：

電氣特性

信號特征

連接方案

機械接口

相比之下，RS-485 僅指定電氣特性。

這些標準都沒有定義信號編碼方法。然而，RS-232 通常使用通用異步接收器/發送器(UART) 信號方案，該方案定義起始位和停止位、奇偶校驗和數據編碼等。RS-485 也經常使用 UART。

如圖 6 所示，UART 數據的一個字節包含：

一個開始

八個數據位

一個停止位

如果接收器知道發送器的數據傳輸率或波特率，則它可以使用內部定時器來正確采樣傳入的數據位。UART 通信不需要額外的信號來組織二進制數據塊。它甚至不需要外部時鐘信號——使用發送器和接收器中的內部定時器生成和解釋電壓電平，這些定時器配置為相同的波特率。

06

要點

RS-232 和 RS-485 具有相似的名稱和用途，但它們在規格和實現細節方面表現出重大差異。它們的性能特征也有很大不同，RS-485 幾乎在所有方面都超過了 RS-232。雖然 RS-232 對于某些應用來說是一種方便且令人滿意的接口，但 RS-485 是一種更優越、更面向未來的串行通信解決方案。

審核編輯：黃飛

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