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硬體電路基礎知識(30)---RS232、RS485、RS422、RJ45介面的區別

RS-232、RS-422與RS-485都是序列資料介面標準,RS-232是PC機與通訊中應用最廣泛的一種序列介面。RS-232被定義為一種在低速率序列通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232採取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊,而RJ45介面通常用於資料傳輸,最常見的應用為網絡卡介面。

RS-232是為點對點(即只用一對收、發裝置)通訊而設計的,其驅動器負載為3~7kΩ。所以RS-232適合本地裝置之間的通訊。

422與RS-485序列介面標準,RS-422、RS-485與RS-232不一樣,資料訊號採用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線,在早期PC通訊中比較常見,RS-422的最大傳輸距離為4000英尺,最大傳輸速率為10Mb/s

RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。

這些非同步序列通訊介面都應用於計算機測控系統中,RS232C 是美國電子工業協會正式布的序列匯流排標準,也是目前最常用的序列介面標準,用於實現計算機與計算機之間、計算機與外設之間的資料通訊。RS232C序列介面匯流排適用於:裝置之間的通訊距離不大於15米,傳輸速率最大為20kB/s。

一個完整的RS232C介面有22根線,採用標準的25芯插頭座。RS232C採用邏輯,邏輯“1”:-5V~-15V,邏輯“0”:+5V~+15V

缺點:資料傳輸速度慢、通訊距離短、未規定校準的聯結器、介面處各訊號間易產生串擾。

1、RS-232是美國電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種序列物理介面標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫,232為標識號,C表示修改次數。RS-232-C匯流排標準設有25條訊號線,包括一個主通道和一個輔助通道,在多數情況下主要使用主通道,對於一般雙工通訊,僅需幾條訊號線就可實現,如一條傳送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定的資料傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定,驅動器允許有2500pF的電容負載,通訊距離將受此電容限制,例如,採用150pF/m的通訊電纜時,最大通訊距離為15m;若每米電纜的電容量減小,通訊距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端訊號傳送,存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用於20m以內的通訊。

RS232通訊的基礎知識:RS232通訊又叫串列埠通訊方式。是指計算機通過RS232國際標準協議用串列埠連線線和單臺裝置(控制器)進行通訊的方式。   

通訊距離:9600波特率下建議在13米以內。   

通訊速率(波特率 Baud Rate):預設常用的是 9600 bps,常見的還有 1200 2400 4800 19200 38400等。波特率越大,傳輸速度越快,但穩定的傳輸距離越短,抗干擾能力越差。

2、RS-485匯流排,在要求通訊距離為幾十米到上千米時,廣泛採用RS-485 序列匯流排標準。RS-485採用平衡傳送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度,能檢測低至200mV的電壓,故傳輸訊號能在千米以外得到恢復。 RS-485採用半雙工工作方式,任何時候只能有一點處於傳送狀態,因此,傳送電路須由使能訊號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便,可以省掉許多訊號線。應用RS-485 可以聯網構成分散式系統,其允許最多並聯32臺驅動器和32臺接收器。

RS485通訊的基本知識:RS485和RS232的基本的通訊機理是一致的,他的優點在於彌補了RS232 通訊距離短,不能進行多臺裝置同時進行聯網管理的缺點。   

計算機通過 RS232 RS485轉換器,依次連線 多臺 485裝置(門禁控制器),採用輪詢的方式,對總線上的裝置輪流進行通訊。   

接線標示是 485+ 485- ,分別對應連結裝置(控制器)的 485+ 485-。

3、RS422是雙端線傳送訊號,通過傳輸線驅動器,把邏輯電平變換成電位差,完成始端的資訊怤;通過傳輸線接收器,把電位差轉變成邏輯電平,實現終端的資訊接收。匯流排,RS485和RS422電路原理基本相同,都是以差動方式傳送和接受,不需要數字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因,這正是二者與RS232的根本區別,因為RS232是單端輸入輸出,雙工工作時至少需要數字地線 傳送線和接受線三條線(非同步傳輸),還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響,而RS485只能半雙工工作,發收不能同時進行,但它只需要一對雙絞線。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。用新型收發器線路上可連線臺裝置。

   S422比RS232傳輸訊號距離長,速度快,傳輸率最大為10Mbit/s,在此速率下電纜允許長度為120米,如果採用較低傳輸速率,如9000波特率時,最大距離可達1200米。

RRS422每個通道要用二條訊號線,如果一條是邏輯“1”狀態,另一條為邏輯“0”。電路由傳送器、平衡連線電纜、電纜終端負載、接收器幾部分組成。在電路中規定只許有一個傳送器,可有多個接收器,因此通常採用點對點通訊方式。

RS422通訊基礎知識:他的通訊原理和RS485類似,區別在於他的匯流排是兩組雙絞線(4根線),分別標示為R+ R- T+ T- .缺點是佈線成本高,容易搞錯。現在用得比較少。

4、RJ45是各種不同接頭的一種型別(例如:RJ11也是接頭的一種型別,不過它是電話上用的);RJ45頭跟據線的排序不同的法有兩種,一種是橙白、橙、綠白、藍、藍白、綠、棕白、棕;另一種是綠白、綠、橙白、藍、藍白、橙、棕白、棕;因此使用RJ45接頭的線也有兩種即:直通線、交叉線。RJ45 型網線插頭又稱水晶頭,共有八芯做成,廣泛應用於區域網和 ADSL 寬頻上網使用者的網路裝置間網線(稱作五類線或雙絞線)的連線。在具體應用時,RJ45 型插頭和網線有兩種連線方法(線序),RJ45 型網線插頭引腳號的識別方法是:手拿插頭,有 8 個小鍍金片的一端向上,有網線裝入的矩形大口的一端向下,同時將沒有細長塑料卡銷的那個面對著你的眼睛,從左邊第一個小鍍金片開始依次是第1 腳、第2 腳、…、第8 腳。

乙太網 10/100Base-T 介面:

Pin Name Description

1 TX+ Tranceive Data+ (發訊號+)

2 TX- Tranceive Data- (發訊號-)

3 RX+ Receive Data+ (收訊號+)

4 n/c Not connected (空腳)

5 n/c Not connected (空腳)

6 RX- Receive Data- (收訊號-)

7 n/c Not connected (空腳)

8 n/c Not connected (空腳)

乙太網 100Base-T4 介面:

Pin Name Description

1 TX_D1+ Tranceive Data+

2 TX_D1- Tranceive Data-

3 RX_D2+ Receive Data+

4 BI_D3+ Bi-directional Data+

5 BI_D3- Bi-directional Data-

6 RX_D2- Receive Data-

7 BI_D4+ Bi-directional Data+

8 BI_D4- Bi-directional Data-

1 white/orange

2 orange/white

3 white/green

4 blue/white

5 white/blue

6 green/white

7 white/brown

8 brown/white

注:RJ45介面採用差分傳輸方式,tx+、tx-是一對雙絞線,擰在一起可以減少干擾。

以往,PC與智慧裝置通訊多借助RS232、RS485、乙太網等方式,主要取決於裝置的介面規範。但RS232、RS485只能代表通訊的物理介質層和鏈路層,如果要實現資料的雙向訪問,就必須自己編寫通訊應用程式,但這種程式多數都不能符合ISO/OSI的規範,只能實現較單一的功能,適用於單一裝置型別,程式不具備通用性。

在RS232或RS485裝置聯成的裝置網中,如果裝置數量超過2臺,就必須使用RS485做通訊介質,RS485網的裝置間要想互通訊息只有通過“主(Master)”裝置中轉才能實現,這個主裝置通常是PC,而這種裝置網中只允許存在一個主裝置,其餘全部是從(Slave)裝置。而現場匯流排技術是以ISO/OSI模型為基礎的,具有完整的軟體支援系統,能夠解決匯流排控制、衝突檢測、鏈路維護等問題。現場匯流排裝置自動成網,無主/從裝置之分或允許多主存在。在同一個層次上不同廠家的產品可以互換,裝置之間具有互操作性。