RS-232和RS-485之间的区别

尽管这两种标准长期以来一直用于串行通信，但 RS-485 提供了 RS-232 所不具备的宝贵功能。在本文中了解更多信息。

任何形式的沟通都需要规则来帮助确保每个人都保持一致。在电子领域，这些规则采用标准的形式——由行业协会作为建议发布的广泛适用的设计规范集。遵循这些建议后，这些建议可以帮助工程设备使用相同的电子语言，从而实现高效、可靠的通信。

RS-232（“RS”缩写为“recommended standard”）于 20 世纪 60 年代推出，作为串行通信的标准化接口。尽管它对于此目的仍然有用，但现在已经存在 RS-485 等替代方案，并且性能显着增强。在本文中，我们将了解 RS-232 和 RS-485 之间最重要的区别。

01

点对点与多点

RS-232 是一种点对点规范，这意味着一个 RS-232 设备只能与另一个 RS-232 设备通信。尽管只要稍加创意，就可以将 RS-232 转变为由两个以上设备共享的“多点”网络，但该标准本身并未包含此功能。

由于 RS-485 是多点规范，因此更加灵活。多个 RS-485 设备无需任何特殊修改或接口电路即可进行通信，如图 1 所示。RS-485 驱动器必须能够承受 32 个“单位负载”，这意味着 32 个具有 15kΩ 输入阻抗的接收器。

02

电压等级

最初的 RS-232 标准规定了 +25 V 和 –25 V 的逻辑电平。普通家用串行接口需要 50V 的信号摆幅这一说法令人难以置信，但这毕竟是六十多年前的事了。该标准的后续修订将信号摆幅降低至 ±12V，然后降低至 ±5V。RS-485 中的电压电平要低得多，这是两个标准之间最显着的差异之一。

图 2 中的图表描述了逻辑级数据流和同一数据流的 RS-232 版本。请注意，除了电压电平转换之外，极性也被反转。+5V 逻辑高电平变为 –5V，而 0V 逻辑低电平变为 +5V。

03

单端信号与差分信号

典型的逻辑电平信号和 RS-232 信号是单端的，这意味着一个信息信号需要一个电信号。电信号以 0V 接地电位为参考。RS-485 信号是差分信号，这意味着一个信息信号需要两个互补的电信号。接收器通过比较两个信号来提取信息。

图3说明了单端信号和差分信号之间的差异。

由 RS-485 兼容驱动器生成的信号的最小差分幅度为 1.5V；RS-485 接收器的最小差分检测阈值为 200mV。这样，即使信号在从发射器传输到接收器时信号明显劣化，仍然有足够的余量来可靠地检测数字数据。

图4 提供了 RS-485 最小驱动器和接收器幅度的直观表示。

04

信号摆动

RS-485 总线的信号摆幅远低于 RS-232 接口的信号摆幅。这是 RS-485 的一个重要优势，因为较小幅度的信号可以简化电路设计并提高效率。由于较低的幅度与差分信号相结合，因此不会增加设备对 EMI 的敏感性。事实上，RS-485 通信比 RS-232 通信更稳健。

较高的数据速率是与较小幅度信号相关的另一个好处。RS-232 的最大数据速率约为 1Mbps。理论上，RS-485 的最大值为 10Mbps — 实际上，如图5 所示，该限制更高。

05

信号编码

RS-232 描述了串行通信的完整解决方案。它包括以下要求：

电气特性

信号特征

连接方案

机械接口

相比之下，RS-485 仅指定电气特性。

这些标准都没有定义信号编码方法。然而，RS-232 通常使用通用异步接收器/发送器(UART) 信号方案，该方案定义起始位和停止位、奇偶校验和数据编码等。RS-485 也经常使用 UART。

如图 6 所示，UART 数据的一个字节包含：

一个开始

八个数据位

一个停止位

如果接收器知道发送器的数据传输率或波特率，则它可以使用内部定时器来正确采样传入的数据位。UART 通信不需要额外的信号来组织二进制数据块。它甚至不需要外部时钟信号——使用发送器和接收器中的内部定时器生成和解释电压电平，这些定时器配置为相同的波特率。

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要点

RS-232 和 RS-485 具有相似的名称和用途，但它们在规格和实现细节方面表现出重大差异。它们的性能特征也有很大不同，RS-485 几乎在所有方面都超过了 RS-232。虽然 RS-232 对于某些应用来说是一种方便且令人满意的接口，但 RS-485 是一种更优越、更面向未来的串行通信解决方案。

审核编辑：黄飞