RS422

RS422簡介

　　RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可接10個節(jié)點。一個主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Slave），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。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）。

RS422百科

　　RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可接10個節(jié)點。一個主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Slave），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。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）。

　　特性

　　RS-422四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）。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米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為 1Mb/s。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。

　　名稱由來

　　Electronic Industries Association （EIA ） 電子工業(yè)協(xié)會（EIA） 1924年成立的EIA是美國的一個電子制造商組織。EIA頒布了許多與電信和計算機通信有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并與其他協(xié)會如美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）和國際電報電話咨詢委員會（CCITT）有密切聯(lián)系，CCITT現(xiàn)稱為國際電信聯(lián)盟（ITU）。EIA在電信方面主要定義了調(diào)制解調(diào)器和計算機之間的串行接口。下表是一些常用的標(biāo)準(zhǔn)。物理層規(guī)范定義了37針（DB-37）、25針（DB-25）和9針（DB-9）連結(jié)器及相關(guān)電纜，另外還有電氣特性，如每個針上的信號類型及信號時序。

　　相關(guān)介紹

　　RS-232-C 使用DB-25或DB-9連結(jié)器的串行連結(jié)標(biāo)準(zhǔn)，電纜最大長度50英尺。RS-449 定義了RS-422與RS-423子集的用DB-37連結(jié)的串行接口。RS-422 定義了平衡式多點接口。RS-423 非平衡數(shù)字接口。EIA-232，就是眾所周知的RS-232，它定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的串行連結(jié)。這個標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用。EIARS-232標(biāo)準(zhǔn)即CCITT的V．24標(biāo)準(zhǔn)。但CCITT V系列協(xié)議比EIA標(biāo)準(zhǔn)稍具優(yōu)勢，部分原因是由于它是歐洲的政府標(biāo)準(zhǔn)指定要使用的協(xié)議類型。EIA標(biāo)準(zhǔn)大部分和CCITT標(biāo)準(zhǔn)等價。例如Group3傳真，一個傳輸率最高為9．6Kbps的傳真機標(biāo)準(zhǔn)，是CCITT的T．4建議，也是EIA465標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)布線領(lǐng)域，EIA最近與電信工業(yè)協(xié)會（TIA）聯(lián)合制定了商用建筑電信布線標(biāo)準(zhǔn)（EIA/TIA568和569）；這是一個在校園環(huán)境中使用數(shù)據(jù)級雙絞線的分層布線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)提供的布線結(jié)構(gòu)使得建筑設(shè)計者可以不必事先知道使用什么設(shè)備從而便于進行高速數(shù)據(jù)通信設(shè)備的布局。RS-422是差模傳輸，抗干擾能力強，能傳1200米 RS232最多傳輸15米。

　　RS232與RS485口、RS422口有什么區(qū)別

　　1、RS-232-C

　　RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識號，C表示修改次數(shù)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25 個腳的DB-25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。后來IBM的PC 機將RS-232 簡化成了DB-9 連接器，從而成為事實標(biāo)準(zhǔn)。而工業(yè)控制的RS-232 口一般只使用RXD、TXD、GND 三條線。

　　RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。

　　RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

　　RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動器允許有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，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。

　　RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)的特點：

　　（1）采用負(fù)邏輯，即，邏輯“1”為-15V~-5V，邏輯“0”為+5V~+15V。

　　（2）采用全雙工方式

　　由于RS-232 接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：

　?。?）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。

　　（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。現(xiàn)在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率達(dá)到115.2Kbps。

　?。?）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

　?。?）傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50 米，實際上也只能用在15米左右。

　?。?）RS-232 只允許一對一通信，而RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá)128個收發(fā)器。

　　2、RS-485

　　在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。

　　RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。

　　RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應(yīng)用RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器。

　　針對 RS-232-C的不足，新標(biāo)準(zhǔn)RS-485具有以下特點：

　?。?）RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差+2V~+6V表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差-6V~-2V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不容易損壞接口電路芯片，且該電平與TTL電平兼容，刻方便與TTL電路連接。

　?。?）數(shù)據(jù)最高傳輸速率為：10Mbps

　?。?）RS-485接口采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強，即抗噪聲性能好。

　?。?）RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值4000英尺，實際上可達(dá)3000米。

　?。?） RS-232-C接口在總線上只允許連接一個收發(fā)器，即單站能力；而RS-485接口在總線上只允許連接多達(dá)128個收發(fā)器，即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

　　3、RS-422

　　RS-422和RS-485電路原理基本相同，都是以差動方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與RS232的根本區(qū)別，因為RS232是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數(shù)字地線 。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。

　　RS-422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485只能半雙工工作，發(fā)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(fā)器線路上可連接臺設(shè)備。

　　RS-422 的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區(qū)別在于：RS-422 有4 根信號線：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收和發(fā)（全雙工）；RS-485 有2 根信號線：發(fā)送和接收。

　　四、三者的區(qū)別

　?、?RS232是全雙工的，RS485是半雙工的，RS422是全雙工的。

　?、?RS485與RS232僅僅是通訊的物理協(xié)議（即接口標(biāo)準(zhǔn)）有區(qū)別，RS485是差分傳輸方式，RS232是單端傳輸方式，但通訊程序沒有太多的差別。PC機上已經(jīng)配備有RS232，直接使用就行了，若使用RS485通訊，只要在RS232端口上配接一個RS232轉(zhuǎn)RS485的轉(zhuǎn)換頭就可以了，不需要修改程序。

　　rs422和rs485定義和區(qū)別

　　RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。

　　RS422，在RS232后推出，使用TTL差動電平表示邏輯，就是兩根的電壓差表示邏輯，RS422定義為全雙工的，所以最少要4根通信線（一般額外地多一根地線），一個驅(qū)動器可以驅(qū)動最多10個接收器（即接收器為1/10單位負(fù)載），通訊距離與通訊速率有關(guān)系，一般距離短時可以使用高速率進行通信，速率低時可以進行較遠(yuǎn)距離通信，一般可達(dá)數(shù)百上千米。

　　針對RS-232C的不足，EIA于1977年推出了串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS-499，對RS-232C的電氣特性做了改進，RS-422是RS-499的子集。

　　RS-422標(biāo)準(zhǔn)是一種以平衡方式傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，即雙端發(fā)送和雙端接收，根據(jù)兩條傳輸線之間的電位差值來決定邏輯狀態(tài)。RS-422采用平衡驅(qū)動、差分接收電路，如圖1所示，從根本上取消了信號地線，大大減少了信號地線所帶來的共模干擾。

　　圖1 平衡驅(qū)動差分接收電路

　　平衡驅(qū)動器相當(dāng)于兩個單端驅(qū)動器，其輸入信號相同，兩個輸出信號互為反相信號，圖中的小圓圈表示反相。外部輸入的干擾信號是以共模方式出現(xiàn)的，兩極傳輸線上的共模干擾信號相同，因接收器是差分輸入，共模信號可以互相抵消。只要接收器有足夠的抗共模干擾能力，就能從干擾信號中識別出驅(qū)動器輸出的有用信號，從而克服外部干擾的影響。

　　RS-422的最大傳輸距離為1200m，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高傳輸速率。一般100m長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

　　FX2系列plc的編程接口采用RS-422標(biāo)準(zhǔn)，而計算機的串行口采用RS-232標(biāo)準(zhǔn)。因此，作為實現(xiàn)PLC計算機通信的接口電路，必須將RS-422標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成RS-232標(biāo)準(zhǔn)。

　　在自動化領(lǐng)域，隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信。在RS-422標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，EIA研究出了一種支持多節(jié)點、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)。由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。

　　RS-485與RS-422的區(qū)別在于RS-485為半雙工通信方式，RS-422為全雙工方式。RS-422用兩對平衡差分信號線分別用于發(fā)送和接收，所以采用RS-422接口通信時最少需要4根線。RS-485只用一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送和接收，最少只需兩根連線。使用RS-485通信接口和雙絞線（總線）可組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)允許最多并聯(lián)32個站，新的接口器件可允許連接128個站。RS-485總線網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

　　圖2 RS-485總線網(wǎng)絡(luò)

　　由于RS-485接口具有較高的傳輸速率（10Mb/s以上）、較好的抗干擾能力、較長的傳輸距離（1200m）和多站能力（最多128站），同時硬件設(shè)計簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點，所以在工廠自動化、工業(yè)控制等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

　　RS-422/RS-485接口一般采用使用9針的D型（DB9）連接器。普通個人計算機一般不配備RS-422和RS-485接口，但工業(yè)控制計算機基本上都有配置，也可以使用RS-232轉(zhuǎn)RS-422/RS-485的轉(zhuǎn)換適配器來連接。