RS232-RS-485接口介绍

RS232/ RS-485接口介绍

典型的串行通讯标准是RS232和RS485.它们定义了电压,阻抗等.但不对软件

协议给予定义

区别于RS232, RS485的特性包括： 白居易应举

1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻

辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS -232-C降低了，

就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连

接。

2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps试用期时间

3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，

即抗噪声干扰性好。

4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，

另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而 RS-485

接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利

用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。 因RS-485接口具有良好的抗噪

声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因

为RS485接口组成的半双工网络 ，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用

屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485

接口采用DB-9（孔） ，与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。

RS485编程

串口协议只是定义了传输的电压，阻抗等，编程方式和普通的串口编程一

样！！

RS-232与RS-422之间转换原理和接法

通常我们对于视频服务器、录像机、切换台等直接播出、切换控制主要使用

串口进行，主要使用到RS-232、RS-422与戴眼镜英文 RS-485三种接口控制。下面就串口

的接口标准以及使用和外部插件和电缆进行探讨。

RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接

插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。例如：视频

服务器都带有多个RS422串行通讯接口，每个接口均可通过RS422通讯线由外

部计算机控制实现记录与播放。 视频服务器除提供各种控制硬件接口外，还提

供协议接口，如RS422接口除支持RS422的Profile协议外，还支持 Louth、

Odetics 、BVW等通过RS422控制的协议。

RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会

（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。RS-422由RS-232发展而来，

为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，

将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），

并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机

接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，

EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信

能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和

冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。

1. S-232串行接口标准

目前RS-232是PC机与通信工业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。收、发端的数据信号是相对于信号地。典型的RS-232

信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5~+15V，

负电平在-5~-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，

线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平

在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以

其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，

最高速率为20Kbps。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3k~7k。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

2. RS-422与RS-485串行接口标准

（1）平衡传输

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，将其中一线定义为A，另一线定义为B。通常情况

下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V，是一个逻辑状态，负电平在

-2V~6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，

而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的

切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，

即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。

（2）RS-422电气规定

由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允

许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备

（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持

点对多的双向通信。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不

必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式

（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。RS-422的最大传

输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mbps。其平衡双绞线的

长度与传输速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能达到最大传输距离。只

有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的

最大传输速率仅为1Mbps。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电

缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接

电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

（3）RS-485电气规定

由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与

RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485

可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。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。 RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，

RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间;RS-485满足所有RS-422

的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。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10Mbps。平衡双绞线的长

度与传输速率成反比，在100Kbps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1Mbps。

（4）RS-422与RS-485的网络安装注意要点

RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，因此多节点构成网络。

网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络

时，应注意如下几点：

* 采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的

引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。

* 应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下

列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总

线上有过瞬间爆发力 多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。

总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。

二 串口插口种类及转换

串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，简单说只是物理层的一个

标准。没有规定接口插件电缆以及使用的协议，所以只要我们使用的接口插件电

缆符合串口标准就可以在实际中灵活使用，在串口接口标准上使用各种协议进行

通讯及设备控制。

以上我们了解了串口的协议，而我们日常工作中接触最多的是实际的一些设

备的外部接口，我们如何从外形上就知道它是那种接口呢？制作线缆各针脚如何

定义？上面我们知道了串口RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特

性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高

层通信协议。从我们实际工作中碰到的使用最多的插口有三种DB9 DB25 RJ45，

上面三种插口插件都可以用作串口插口插件，也可以通过线缆进行插口之间的转

换。下面我们就三种插口的针脚定义分别说明，三个插口之间的转换也只要按照

插口定义的线缆跳接即可。

* DB9（9脚插口插座），如图2。9针串口功能如表1。

*工作思路 DB25（25脚插口插座），如图3。25针串口功能如表2。

* 还有一种插口是RJ45，比如湖北台使用的品尼高mss1600、mss700视频

服务器的编解码板控制口都为串口，插口是RJ45的，而播控机的串口插口是

DB9，因此我们就需要使用转换线缆。转换线缆的针脚定义如图4。

RS485 半双工接法为：RX+ 和TX+ 并联为Data+；RX- 和TX- 并联为

Data-。RS485 全双工/RS422 接法为：FULL 和GND 短接；信号线为RX+，

TX+，RX-，TX-，可根据需要连接GND。

三 串口的扩展

串口的扩展，我们知道一般一台计算机有两个串口，而对于一台播控计算机

需要控制的设备远远不止两台设备，我们需要同时控制视频服务器，录像机、切

换台、字幕机等各种设备。所以我们就需要对串口进行扩展，我们可以使用串口

扩展卡对串口进行扩展，比如我们在播控系统中使用的串口扩展卡MOXA

CI-134。

MOXA CI-134是专为工业环境通信应用设计的 RS-422/485 四串口卡。它

支持4个独立的RS-422/485串口，在一对多点的通信应用下，最多可控制128 个

设备。为使RS-485 2线半双工操作变得更加简单，每片 CI-134 卡都具有数据

流向自动控制（ADDC），不需软件操作。因此，在Windows应用下不需额外

的编码就能控制RS-485半双工协议。为达到工业环境对高可靠性产品的要求，

本系列产品提供可选择的光电隔离（2 KV）和浪涌保护（25 KV ESD）功能。

该产品特点包括：可选择光电隔离（2KV）和浪涌保护（25KV ESD）功能；

提供数据流向自动控制ADDC （Automatic Data Direction Control）功能；RS-485

数据控制l: ADDC 或通过 RTS控制；内建终端电阻；采用芯片硬件流量控制，

保证数据不流失；采用先进 ASIC 设计，返修率低；支持众多常见的操作系统。

四 串口在播出控制系统中的应用

我们知道串口RS232有效传输距离为15米， RS-422的最大传输距离为4000

英尺（约1219米），最大传输速率为10Mbps。我们播控中使用的录像机如

DVCPRO、IMX控制接口有RS232、RS422多个接口供选择，如果使用pin9则

为RS422接口，视频服务器编解码口控制都是RS422接口，只是插口为RJ45

不是DB9的，需要转换线缆进行转换。因此我们在控制中根据以上特性可以灵

活使用，我们由于主备控制切换的需要，以及距离的考虑统一选用RS422倒换

开关进行倒换，控制RS422倒换开关的为RS232控制接口，这个直接由播控机

本身的COM口来控制倒换开关进行倒换，其他控制录像机、切换台、视频服务

器编解码卡使用MOXA卡扩展的RS422接口进入RS422倒换开关进行倒换。控

制图如图5。

整个系统中只有RS422倒换开口控制是播控机的COM（RS232）口控制，

其他都是MOXA卡扩展的RS422接口，由于应急开关需要RS232所以在应急开

关前面加了一个RS422转RS232的转换器。通过控制线播控机可以及时发出播

控指令，也可以随时读取录像机、切换台、还有视频服务器的状态。以上只是播

控机房的系统控制图。上载、总控机房的系统控制大致和这相同。

RS422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。以上三种接口各有

缺点，在实际工作中可以根据需要灵活选用。鲫鱼汤的做法产妇下奶