RS232和RS485

前情提要:UART的缺点

  • 电气接口不统一
    • UART只是对信号的时序进行了定义,而未定义接口的电气特性
  • 电压电平不兼容
    • UART通信中通常使用处理器的电平(如TTL电平),但不同处理器使用的电压电平可能不同,例如3.3V与5V的电压差异。因此,不同设备的UART接口通常不能直接相连,否则可能导致通信失败或设备损坏。
  • 缺乏统一的标准
    • UART没有规定不同器件连接时的标准,这使得不同电压等级的设备通过UART连接时非常不方便,需要使用额外的电平转换器或适配器来解决这个问题。
  • 抗干扰能力差
    • UART通常直接使用TTL信号表示逻辑0和1,但TTL信号的抗干扰能力较差。因此,在数据传输过程中,信号容易受到干扰,导致数据出错。
  • 通信距离短
    • 由于TTL信号的抗干扰能力差,所以其通信距离也非常有限。通常,UART仅适用于同一电路板上的两个芯片之间的通信,不适合长距离传输。

RS232和RS485编程与UART一摸一样

RS232

  • RS232:RS232是一种物理层协议,定义了串行通信中使用的电气信号标准

  • 该标准定义逻辑电平

    • 逻辑“1”的电平定义为-3V到-15V。看清楚是负哈
    • 逻辑“0”的电平定义为+3V到+15V。
    • 目的:该电平
着计算机在工业的广泛应用控制局域网络也深入应用到各行各业之中现行的诸多控 制系统若采用单机控制方式已越来越难以满足设备控制的要求因为往往我们所控制的设备 只是整个系统的一个基本单元它既需要外部输入一些必要的信息同时也需要向外部输出自 身的运行参数状态所有这些都要求我们采用控制网络技术将众多设备有机地连成一体以 保证整个系统安全可靠地运行目前在我国应用的现场总线中RS-485/RS-422 使用最为 普遍当用户要将基于标准的RS-232 接口设备如PC 机连接至由RS-485/RS-422 构成 的通讯网络时则必须作RS-232RS-485/RS-422之间的电平转换传统的做法是在设备 内扩展一个通讯适配卡由通讯适配卡实现电平转换内部主机再通过并行总线读出或写入数 据显然这种设计方法存在下列缺点 A.由于适配卡是基于某一种总线标准扩展的而不是基于RS-232电平标准所以其应用 范围受到限制只能一种适配卡适用一种总线如ISA 适配卡不可能插入STD总线或用户自 定义的总线其通用性较差 B.虽然实现的仅仅是电平转换但是由于需要考虑与扩展总线的接口增加一个标准的 UART 并且需要占用系统的其它宝贵资源使硬件软件变得过于复杂 C.复杂的硬件设计大大增加了元器件的数目电路板面使适配卡的成本过高 D.由于采用内置插卡方式使变更通信方式比较麻烦如将半双工通信方式设置为全双工 方式等另外维修测试也比较麻烦 E.对于现有的基于RS-232的设备在无法变动系统软件硬件的情况下显然适配卡无 法将这些设备连成基于RS-485或RS-422通信网络的分布式系统为了克服上述缺点同时考虑到RS-232 接口的自身特点我们设计了一种小巧的无须外部供电的智能收发转换器实 现RS-232RS-485/RS-422之间的电平转
### RS232RS485的区别、特点及适用场景 #### 物理层特性 RS232RS485在物理层特性的差异显著。RS232采用单端信号传输方式,即只有一根数据线加上接地线;而RS485则采用了差分信号传输的方式,通常使用两根导线来传送信号,在某些情况下甚至可以达到更高的可靠性[^1]。 #### 电气特性 从电气特性来看,RS232接口的最大传输距离大约为15米,并且其最大波特率可达20kbps左右。相比之下,RS485能够支持更远的距离——理论上可超过1200米,而且最高传输速率也能达到10Mbps以上。此外,由于RS485采取了平衡驱动器差动接收器的设计方案,因此具有更好的抗干扰能力。 #### 应用场景 对于应用场景而言,当涉及到较短距离的数据交换时,比如计算机与其附近的外设之间的连接,RS232是一个简单有效的解决方案。然而,在需要覆盖更大范围或多点通讯的情况下,则更适合选用RS485协议。例如,在楼宇自动化系统中,多个传感器节点可以通过一条公共总线与中央控制器相互通信,这时就非常适合应用RS485技术。 关于全双工通信方面,虽然RS485主要工作于半双工模式下,但是通过四线制配置同样能实现全双工操作,不过这会增加一定的硬件成本复杂度[^2]。 ```python # Python代码示例:模拟简单的串口读写功能(仅作示意) import serial def read_from_rs232(port='/dev/ttyS0'): ser = serial.Serial(port, baudrate=9600) data = ser.readline() return data.decode() def write_to_rs485(message, port='/dev/ttyUSB0'): with serial.Serial(port, baudrate=9600) as ser: ser.write(message.encode()) ```
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