RS-232和总线有什么区别？

虽然这两个标准长期以来都用于串行通信，但RS-485提供了RS-232无法提供的有价值的功能。在本文中了解更多信息。

任何形式的交流都需要规则来帮助确保每个人都停留在同一个页面上。在电子领域，这些规则采取标准的形式，广泛适用的设计规范集由行业协会作为建议发表。当遵循这些建议时，这些建议有助于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“推荐标准”）在20世纪60年代被引入作为串行通信的标准化接口。尽管RS-485在这方面仍然有用，但现在已经存在了替代品，如RS-485，并提供了显著的增强性能。在本文中，我们将着眼于RS-232和RS-485之间最重要的区别。

点到点与多点

RS-232是一个点到点规范，意味着一个RS-232设备只能与另一个RS-232设备进行通信。虽然有一些创造性，可以将RS-232转变为由两个以上设备共享的“多点”网络，但标准本身并没有包含这一功能。

因为RS-485是多点规范，所以它更加灵活。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“单元负载”，即32个具有15 kΩ输入阻抗的接收器。

•图1。该图展示了多个收发器使用的RS-485总线的关键特性。图像由ADI提供

电压等级

最初的RS-232标准规定了+25 V和-25 V的逻辑电平。它认为普通的家庭串行接口需要50 V的信号摆幅，但毕竟这是60多年前的事情。标准的后续修订将信号摆度降低至±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著的差异之一。

图2中的图表描述了一个逻辑级别的数据流以及该数据流的RS-232版本。注意，除了电压电平转换外，极性也是反向的。+5V逻辑高变为-5V，而0V逻辑低变为+5V。

RS-232线驱动器产生的逻辑电平数据和相应的RS-232信号。

•图2。逻辑电平数据（顶部）和RS-232线驱动器（底部）生成的相应RS-232信号。图片由麻省理工学院提供

单端与差分信号

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。电信号参考0V接地电位。RS-485信号是差分的，这意味着一个信息信号需要两个互补的电信号。接收机通过比较这两个信号来提取信息。

图3说明了单端和差分信号之间的差异。

•图3。图像由所有相关电路提供

由符合RS-485标准的驱动器生成的信号具有1.5V的最小差分振幅；RS-485接收机的最小差分检测阈值为200mV。这样，即使信号从发射机传输到接收机时显著降低，也有足够的余量来可靠地检测数字数据。

图4给出了RS-485最小驱动器和接收器振幅的直观表示。图片来源，一个德州仪器公司的应用注释标题为“RS-485设计指南”，是一个很好的资源，如果你正在寻找有关标准的详细信息。

•图4。RS-485驱动器和接收器的最小振幅。图片由德州仪器公司提供

信号摆度

RS-485总线的信号摆度远小于RS-232接口的信号摆度。这是RS-485的一个重要优点，因为更小的振幅信号允许简化电路设计和提高效率。因为较低的振幅与差分信号相结合，所以它们不会增加设备对EMI的敏感性。实际上，RS-485通信比RS-232通信更健壮。

更高的数据速率是与更小振幅信号相关的另一个优点。RS-232的最大数据速率约为1兆每秒。理论上，RS-485在实践中的最大值为10Mbps，如图5所示，其极限更高。

•图5。RS-485的最大数据速率随着电缆长度的减少而增加。图像由ADI提供

信号编码

RS-232描述了串行通信的完整解决方案。包括以下要求：

•电气特性。

•信号特性。

•连接方案。

•机械接口。

相反，RS-485仅规定了电气特性。

这两个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机/发射机（UART）信令方案，该信令方案定义了开始和停止位、奇偶校验和数据编码等。RS-485也经常使用UART。

从图6中我们可以看到，一个字节的UART数据包含：

A起始位。

八个数据位。

一个停止位。

UART数据的一个字节由一个起始位、一个终止位和八个数据位组成。

•图6。一个字节的UART数据。图像由所有相关电路提供

如果接收机知道发射机的数据传输速率或波特率，它可以使用内部计时器正确地采样传入的数据位。UART通信不需要用于组织二进制数据块的额外信号。它甚至不需要外部时钟信号——使用发射器和接收器中的内部计时器生成和解释电压电平，这些计时器配置用于相同的波特率。

主要注意事项

RS-232和RS-485具有相似的名称和用途，但它们在规范和实施细节方面表现出了关键的差异。它们的性能特征也大不相同，RS-485几乎在所有方面都超过RS-232。虽然RS-232对于某些应用来说是一个方便和令人满意的接口，但RS-485对于串行通信来说是一个更为优越、更具未来性的解决方案。