硬件电路基础知识（30）---RS232、RS485、RS422、RJ45接口的区别

RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，RS-232是PC机与通信中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯，而RJ45接口通常用于数据传输，最常见的应用为网卡接口。

RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

422与RS-485串行接口标准,RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，在早期PC通信中比较常见,RS-422的最大传输距离为4000英尺，最大传输速率为10Mb/s

RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。

这些异步串行通讯接口都应用于计算机测控系统中，RS232C 是美国电子工业协会正式布的串行总线标准，也是目前最常用的串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通讯。RS232C串行接口总线适用于：设备之间的通讯距离不大于15米，传输速率最大为20kB/s。

一个完整的RS232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座。RS232C采用逻辑，逻辑“1”：－5V~-15V,逻辑“0”：+5V~+15V

缺点：数据传输速度慢、通讯距离短、未规定校准的连接器、接口处各信号间易产生串扰。

1、RS-232是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

RS232通讯的基础知识：RS232通讯又叫串口通讯方式。是指计算机通过RS232国际标准协议用串口连接线和单台设备（控制器）进行通讯的方式。

通讯距离：9600波特率下建议在13米以内。

通讯速率（波特率 Baud Rate）：缺省常用的是 9600 bps，常见的还有 1200 2400 4800 19200 38400等。波特率越大，传输速度越快，但稳定的传输距离越短，抗干扰能力越差。

2、RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

RS485通讯的基本知识：RS485和RS232的基本的通讯机理是一致的，他的优点在于弥补了RS232 通讯距离短，不能进行多台设备同时进行联网管理的缺点。

计算机通过 RS232 RS485转换器，依次连接多台 485设备（门禁控制器），采用轮询的方式，对总线上的设备轮流进行通讯。

接线标示是 485+ 485- ，分别对应链接设备（控制器）的 485+ 485-。

3、RS422是双端线传送信号，通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息怤；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平，实现终端的信息接收。总线,RS485和RS422电路原理基本相同，都是以差动方式发送和接受，不需要数字地线。差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是二者与RS232的根本区别，因为RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线发送线和接受线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。用新型收发器线路上可连接台设备。

S422比RS232传输信号距离长，速度快，传输率最大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120米，如果采用较低传输速率，如9000波特率时，最大距离可达1200米。

RRS422每个通道要用二条信号线，如果一条是逻辑“1”状态，另一条为逻辑“0”。电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采用点对点通讯方式。

RS422通讯基础知识：他的通讯原理和RS485类似，区别在于他的总线是两组双绞线（4根线），分别标示为R+ R- T+ T- .缺点是布线成本高，容易搞错。现在用得比较少。

4、RJ45是各种不同接头的一种类型（例如：RJ11也是接头的一种类型，不过它是电话上用的）；RJ45头跟据线的排序不同的法有两种，一种是橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕；另一种是绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；因此使用RJ45接头的线也有两种即：直通线、交叉线。RJ45 型网线插头又称水晶头，共有八芯做成，广泛应用于局域网和 ADSL 宽带上网用户的网络设备间网线（称作五类线或双绞线）的连接。在具体应用时，RJ45 型插头和网线有两种连接方法（线序），RJ45 型网线插头引脚号的识别方法是：手拿插头，有 8 个小镀金片的一端向上，有网线装入的矩形大口的一端向下，同时将没有细长塑料卡销的那个面对着你的眼睛，从左边第一个小镀金片开始依次是第1 脚、第2 脚、…、第8 脚。

以太网 10/100Base-T 接口:

Pin Name Description

1 TX+ Tranceive Data+ (发信号+)

2 TX- Tranceive Data- (发信号-)

3 RX+ Receive Data+ (收信号+)

4 n/c Not connected (空脚)

5 n/c Not connected (空脚)

6 RX- Receive Data- (收信号-)

7 n/c Not connected (空脚)

8 n/c Not connected (空脚)

以太网 100Base-T4 接口:

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接口采用差分传输方式，tx+、tx-是一对双绞线，拧在一起可以减少干扰。

以往，PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。

在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。现场总线设备自动成网，无主/从设备之分或允许多主存在。在同一个层次上不同厂家的产品可以互换，设备之间具有互操作性。

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