串口通信四种方式 串口通讯方式简介

在电力系统中，串口通讯方式是比较常见的。其中大体分为RS-422，RS-232和RS-485这三种模式。但目前来讲随着通讯技术的发展，RS-485串口通讯在目前的电力系统中使用的还比较广泛，另外两个使用的比较少。

接口定义如下：

这三种通信方式上通过从传输距离、数据传输速率和稳定性上综合比较来看，RS-485还是比较占有优势。因此在市场上使用的也比较多，平时我们所说的485通信就是指的使用屏蔽双绞线通信方式。目前来讲在一个变电站中如微机保护、直流屏、电度表、智能仪表等，多采用这种通讯方式。

一、RS-422接口简介

1、RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。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256个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k 100Ω（终接电阻）。

2、RS-422接口特点

RS－422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb／s。其平横双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb／s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1Mb／s。RS－422需要终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短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。

二、RS232接口简介

RS-232-C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50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400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。

RS-232-C接口标准的特点：

（1）采用负逻辑，即，逻辑“1”为-15V~-5V，逻辑“0”为 5V~ 15V。

（2）采用全双工方式

由于RS-232 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：

（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。

（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。现在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率达到115.2Kbps。

（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50 米，实际上也只能用在15米左右。

（5）RS-232 只允许一对一通信，而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128个收发器。

三、RS485接口简介

1、RS485总线标准是工业中（考勤，监控，数据采集系统，分布式测控）使用非常广泛的双向、平衡传输标准接口，支持多点连接，它很好的解决了智能仪表点对点通信以及联网通信问题。

RS485采用差分信号负逻辑，-2V～-6V表示“0”， 2V～ 6V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的。

2、针对 RS-232-C的不足，新标准RS-485具有以下特点：

（1）RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差 2V~ 6V表示，逻辑“0”以两线间的电压差-6V~-2V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不容易损坏接口电路芯片，且该电平与TTL电平兼容，刻方便与TTL电路连接。

（2）数据最高传输速率为：10Mbps

（3）RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，即抗噪声性能好。

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

（5） RS-232-C接口在总线上只允许连接一个收发器，即单站能力；而RS-485接口在总线上只允许连接多达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接口方便地建立设备网络。

四、RS232、RS485、RS422三者的区别

1、传输电缆长度

RS232一般用于20m以内的通信

RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米，

2、工作力式

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，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题

RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而R485只能半双工工作，发收不能回时进进行，但它只需要一对双绞线。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。

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。