Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Ключевые различия между протоколами RS-485 и RS-232

Сравнение RS-232 и RS-485

Использование последовательной связи дает ряд преимуществ, включая простоту, легкость в использовании и требует всего нескольких контактов GPIO. RS-485 и RS-232 – это два стандарта последовательной передачи данных, которые были рождены давно. Они существовали задолго до USB, SPI, I2C и многих других протоколов, но все еще остаются актуальными и имеют свое место в сегодняшнюю эпоху. Хоть они в возрасте, но они все еще живы и работают.

В этой статье мы проведем сравнительный обзор RS485 и RS232 на основе их рабочего расстояния, методов передачи электрических сигналов, скорости передачи данных, количества драйверов и приемников, а также требований к напряжению. Давай начнем.

Основы протокола RS-232

Стандарт RS-232 был разработан для обеспечения совместимой связи между различными поставщиками небольших интерфейсов последовательной передачи данных. Он определяет имена и электрические характеристики сигналов в интерфейсах, а также механические атрибуты используемых интерфейсов. Любой интерфейс RS-232 используется только для подключения двух устройств. Одним из них является оконечное оборудование данных (DTE), а другим – оборудование передачи данных (DCE). Интерфейсы RS-232 обычно используются для подключения периферийных устройств к ПК, поэтому обычно DTE может быть ПК, а DCE может быть принтером. Связь между двумя устройствами увеличена до 50 футов, а скорость передачи данных – до 20 Кбит/с.

Связи, используемые в RS-232, классифицируются как несимметричные и несимметричные. Это означает, что линии передачи связаны с общей землей, или, проще говоря, один провод используется для передачи данных, а земля служит вторым проводом. Несимметричные линии могут быстро исказить передаваемые данные при использовании на очень больших расстояниях. Повреждение может быть вызвано сдвигом заземления, контурами заземления и даже разными потенциалами заземления между отправителем и получателем.

Основы протокола RS-485

RS-485 носит официальное название TIA/EIA-485. Он был разработан для увеличения расстояния и преодоления ограничения передачи данных RS-232, а также для преодоления односторонней связи через двухпроводной интерфейс RS-422. Это двунаправленный многоточечный интерфейс, поэтому он не ограничивается подключением только двух устройств, так как при RS-232. К порту RS-485 можно подключить до 32 комплектов драйверов и приемников, расстояние увеличивается до 4000 футов, а скорость передачи данных – до 100 Кбит/с.

Двухпроводные линии передачи A и B, которые связывают устройства, являются симметричными линиями. Симметричны в том смысле, что, когда линия A передает напряжение, линия B несет дополнение к напряжению или наоборот. Эта балансировка технически называется сбалансированной дифференциальной сигнализацией и обеспечивает подавление синфазного шума. Итак, RS-485 будет иметь более высокую помехозащищенность. Когда данные не передаются, две линии передачи уравновешиваются или их напряжения компенсируют друг друга. Когда есть данные на одной из линий, создается электрический дисбаланс, который улавливается и усиливается приемником. RS-485 указывает, что кабели, используемые в качестве каналов передачи, должны быть витыми парами, а используемый формат данных такой же, как у RS-232.

Разница между протоколами связи RS232 и RS485

RS-232 покрывает меньшее расстояние и имеет меньшую скорость передачи данных. Он имеет максимальную длину кабеля 50 футов и максимальную скорость передачи данных 20 Кбит/с, в то время как RS-485 распространяется на расстояние до 4000 футов и имеет максимальную скорость передачи данных 100 Кбит/с. Это объясняет, почему RS-232 используется для соединений на малых расстояниях, а RS-485 – на больших расстояниях с более высокими требованиями к скорости передачи данных.

Методы электрической передачи сигналов – важный параметр, определяющий помехоустойчивость двух протоколов. В RS-232 используются несимметричные линии или несимметричная передача сигналов, что снижает помехозащищенность стандарта от помех, таких как контуры заземления. Более высокая помехозащищенность обеспечивается RS-485, поскольку он использует метод сбалансированной дифференциальной сигнализации, который награждает пользователя подавлением синфазного шума.

В идеале, чем больше устройств мы сможем подключить, тем лучше. RS-485 разработан для многоточечных систем, где подключено несколько драйверов и приемников, а RS-232, с другой стороны, используется для подключения только двух устройств.

Компромисс, связанный с подключением нескольких устройств, увеличивает сложность сети. RS-232 легче реализовать, так как требуется меньшее количество приемников и драйверов. Это действительно простое и дешевое решение.

Выводы

Скажем, мистер Х хочет подключить модем к своему ПК, а расстояние между двумя устройствами чуть более 1,5 метров. Мистер Икс не любит сложных вещей и предпочитает более дешевое решение. Какой из протоколов RS-232 и RS-485 использовать мистеру X? RS-232, конечно!

Если приложения требуют подключения нескольких систем, более высоких скоростей передачи данных, большей помехоустойчивости и большого расстояния, то RS-485 является более подходящим кандидатом.

Источник

Rs 232 rs 485 в чем разница

Для управления потоком данных наиболее широко используется аппаратный способ
управления. Для корректной передачи данных необходимо, чтобы приемник находился в
состоянии готовности к приему информации. При аппаратном способе управления
используется сигнал RTS/CTS, который позволяет остановить передачу данных, если
приемник не готов к их приему. Аппаратное управление потоком данных обеспечивает самую
быструю реакцию передатчика на состояние приемника.
При проектировании промышленных систем автоматизации наибольшее
распространение получили информационные сети, основанные на интерфейсе стандарта
EIA RS 485. В отличие от RS/232, этот интерфейс предусматривает передачу данных с
помощью «симметричного» (дифференциального) сигнала по двум линиям (А и В)
(см.рисунок ) и использование дополнительной линии для выравнивания потенциалов
заземления устройств, объединенных в сеть стандарта RS/485. Логический уровень сигнала
определяется разностью напряжений на линиях (А – В), при этом логической единице
соответствует диапазон значений напряжения от +0,2 до +5 В, а логическому нулю – диапазон
значений от –0,2 до –5 В. Диапазон от –0,2 до +0,2 В соответствует зоне нечувствительности
приемника. При использовании данного интерфейса максимальная длина линии связи между
крайними устройствами может составлять до 1200 м. При этом в максимально удаленных
друг от друга точках сети рекомендуется устанавливать оконечные согласующие резисторы
(терминаторы), позволяющие компенсировать волновое сопротивление кабеля и
минимизировать амплитуду отраженного сигнала.

Оба указанных интерфейса поддерживаютасинхронный режим передачи. Данные
посылаются блоками (кадрами), формат которых представлен на рис. 1.2. Передача каждого
кадра начинается со старт/бита, сигнализирующего приемнику о начале передачи, за
которым следуют биты данных и бит четности. Завершает посылку стоп/бит, гарантирующий
паузу между посылками.
Для асинхронного режима принят ряд стандартных скоростей обмена: 50, 75, 110, 150,
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с. Количество бит данных
может составлять 5, 6, 7 или 8 (5/ и 6/битные форматы распространены незначительно).
Количество стоп/бит может составлять 1, 1,5 или 2 («полтора бита» означает только
длительность стопового интервала).

ВНИМАНИЕ!
Статья охраняется авторским правом.

Копирование, размножение, распространение, перепечатка (целиком или частично),
или иное использование материала без письменного разрешения автора не допускается.
Любое нарушение прав автора будет преследоваться
на основе российского и международного законодательства.

Установка гиперссылок на статью не рассматривается как нарушение авторских прав.

Никто не вправе изменять или удалять из произведений информацию об авторских и смежных правах, которая идентифицирует произведение или объект смежных прав, автора, обладателя смежных прав, а также информацию об условиях их использования. Умышленное изъятие или искажение такой информации будет считаться противозаконным. Согласно п. 2 ст. 19 Закона можно хранить и использовать электронные формы произведений лишь в помещениях библиотек, без возможности их копирования.
Согласно п. 2 ст. 6 Закона об авторском праве и смежных правах (далее Закон) «Авторское право распространяется как на обнародованные произведения, так и на необнародованные произведения, существующие в какой-либо объективной форме…». И далее в п.1 ст. 9, «авторское право на произведение… литературы… возникает в силу факта его создания. Для возникновения и осуществления авторского права не требуется регистрации произведения, иного специального оформления произведения или соблюдения каких-либо формальностей».
Чтобы доказать свое авторство, вы можете посетить нотариуса, показать ему часть вашего произведения на бумажном носителе и зарегистрировать время предъявления произведения. Это предусмотрено ст. 84 Основ законодательства РФ о нотариате. Если кто-нибудь станет оспаривать ваше авторство, вы всегда сможете доказать его.

Источник

Русские Блоги

Связь между UART и RS232 / RS485 / RS422

UART эквивалентен станции, а RS232 / RS485 / RS422 соответствует правилам дорожного движения.

Данные в памяти: 1 1 1 0 0 1 0 1

RS232/RS485， Это два разных электрических протокола, то есть они обеспечивают электрические и физические характеристики, которые влияют на путь передачи данных и не содержат способа обработки данных.Например, наиболее заметными особенностями являются:RS232 использует эффективный уровень 3-15 В,

—— И UART, потому что нет регулирования электрических характеристик, поэтому используйте его напрямую Уровень загрузки ЦП , Это так называемый уровень TTL (может быть между 0

В частности, электрические характеристики также определяют способ подключения проводки, например: RS232, предусмотрено выражать данные по уровням, Следовательно, линия представляет собой одну линию, и только две линии могут использоваться для достижения Назначение полного дуплекса ；

И RS485, используйте Дифференциальный уровень представляет данные Следовательно, необходимо использовать два провода для удовлетворения основных требований к передаче данных. Для достижения полного дуплекса необходимо использовать 4 провода., Однако, независимо от того, используется ли RS232 или RS485, они относительно независимы от UART, но из-за разницы в электрических характеристиках для завершения нормального потока данных между линией и UART необходимы специальные устройства и соединения UART.

Скорость передачи данных, указанная в стандарте RS-232-C, составляет 50, 75, 100, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бод в секунду.

Характеристики RS232:

(2) Скорость передачи относительно низкая. При асинхронной передаче скорость передачи составляет 20 Кбит / с, поэтому в плате разработки 51CPLD скорость передачи интегрированной программы может составлять только 19200 бод, что также является причиной.

(3) Интерфейс использует сигнальную линию и обратную линию сигнала для формирования общей формы наземной передачи.Эта общая наземная передача подвержена синфазным помехам, поэтому шумозащитные помехи являются слабыми.

(4) Расстояние передачи ограничено. Стандартное максимальное расстояние передачи составляет 50 футов, но его можно использовать только на расстоянии около 15 метров.

Обзор RS485

Когда расстояние связи составляет от десятков метров до тысяч метров, широко используется последовательная шина RS-485. RS-485 использует сбалансированную передачу и дифференциальный прием, поэтому он может подавлять синфазные помехи. Кроме того, шинный трансивер обладает высокой чувствительностью и может обнаруживать напряжения до 200 мВ, поэтому сигнал передачи может быть восстановлен за километры.

RS-485 принимает полудуплексный режим работы, и только одна точка может находиться в состоянии отправки в любое время, поэтому схема отправки должна управляться сигналом разрешения.

Характеристики RS485:

RS-485 очень удобен при использовании для многоточечного соединения, что позволяет сэкономить много сигнальных линий. Приложение RS-485 может быть объединено в сеть, образуя распределенную систему, которая позволяет подключать до 32 драйверов и 32 приемника параллельно. Ввиду недостатков RS-232-C новый стандарт RS-485 имеет следующие характеристики:

(1) Электрические характеристики RS-485: логическая «1» представлена ​​разностью напряжений между двумя проводами + 2 В

-2 В. Уровень сигнала интерфейса ниже, чем у RS-232-C, не так просто повредить микросхему схемы интерфейса, уровень совместим с уровнем TTL, и его удобно подключать к цепи TTL.

(2) Максимальная скорость передачи данных: 10 Мбит / с.

(3) Интерфейс RS-485 использует комбинацию сбалансированного драйвера и дифференциального приемника, который обладает сильной способностью подавлять синфазные помехи, то есть хорошей защитой от шума.

(4) Стандартное значение максимального расстояния передачи интерфейса RS-485 составляет 4000 футов, что на самом деле может достигать 3000 метров.

(5) Интерфейс RS-232-C позволяет подключать к шине только один приемопередатчик, то есть возможность подключения одной станции; в то время как интерфейс RS-485 позволяет подключать к шине только до 128 приемопередатчиков, то есть он может работать с несколькими станциями. Один интерфейс RS-485 можно использовать для простого создания сети устройств.

Обзор RS422

RS-422 может работать в полнодуплексном режиме через две пары проводов витой пары, не влияя друг на друга, в то время как RS485 может работать только в полудуплексном режиме, отправка и прием не могут выполняться одновременно, для этого требуется только пара витых пар. RS422 и RS485 могут передавать 1200 метров со скоростью менее 19 кбит / с. Новый тип линии трансивера может быть подключен к части оборудования.

Электрические характеристики RS-422 точно такие же, как у RS-485. Основное отличие: RS-422 имеет 4 сигнальные линии: две отправляющие (Y, Z) и две принимающие (A, B). Поскольку прием и отправка RS-422 разделены, он может принимать и отправлять одновременно (полный дуплекс); RS-485 имеет 2 сигнальные линии: отправку и прием.

Особенности RS422:

Четырехпроводной интерфейс RS-422 использует отдельные каналы отправки и приема, поэтому нет необходимости контролировать направление данных. Любой необходимый обмен сигналами между устройствами может выполняться программно (квитирование XON / XOFF) или аппаратно (пара отдельных двойных Многожильный провод). Максимальное расстояние передачи RS-422 составляет 4000 футов (около 1219 метров), а максимальная скорость передачи составляет 10 Мбит / с. Длина сбалансированной витой пары обратно пропорциональна скорости передачи, а максимальное расстояние передачи возможно только при скорости ниже 100 кбит / с. Только на небольшом расстоянии можно получить самую высокую скорость передачи. Как правило, максимальная скорость передачи данных по кабелю витой пары длиной 100 метров составляет всего 1 Мбит / с.

RS-422 требует оконечного резистора, и его сопротивление должно быть приблизительно равным характеристическому сопротивлению кабеля передачи. При передаче на короткие расстояния оконечные резисторы не требуются, то есть оконечные резисторы, как правило, не требуются ниже 300 метров. Согласующий резистор подключается к дальнему концу кабеля передачи.

Разница между RS-232 / RS-422 / RS-485

ПК уже оборудован RS232, так что вы можете использовать его напрямую.Если вы используете связь RS485, вам нужно только подключить преобразователь RS232 к RS485 к порту RS232, нет необходимости изменять программу.

RS-232 обеспечивает связь только один-к-одному (возможность использования одной станции)

Интерфейс RS-485 позволяет подключать к шине до 128 трансиверов (с возможностью подключения нескольких станций)

Поскольку по умолчанию ПК имеет только интерфейс RS232, есть два способа получить схему RS485 верхнего компьютера ПК:

(1) Преобразуйте сигнал RS232 последовательного порта ПК в сигнал RS485 с помощью схемы преобразования RS232 / RS485. Для более сложных промышленных условий лучше всего выбрать продукт с защитой от перенапряжения и изоляцией.

(2) С помощью карты с несколькими последовательными портами PCI вы можете напрямую выбрать карту расширения, выходной сигнал которой является типом RS485.

Компьютер подключает несколько устройств 485 (контроллеров доступа) по очереди через преобразователь RS232-RS485 и использует опрос для связи с устройствами на шине по очереди.

Расстояние связи: теоретическое расстояние между самым дальним устройством (контроллером) и компьютером составляет 1200 м. Клиентам рекомендуется управлять им в пределах 800 м, а наилучшие результаты можно контролировать в пределах 300 м. Если расстояние слишком велико, вы можете приобрести ретранслятор 485 (расширитель) (приобретайте его у профессионального производителя преобразователя. Независимо от того, расположен ли ретранслятор в середине шины или в начале, обратитесь к инструкциям соответствующего производителя). Репитер теоретически можно увеличить до 3000 метров.

Количество нагрузки: то есть, сколько устройств (контроллеров) может переноситься по шине 485. Это зависит от микросхемы связи контроллера и выбора микросхемы связи преобразователя 485. Как правило, их 32, 64, 128 или 256. Это теоретическое число. В реальных приложениях, в зависимости от таких факторов, как окружающая среда и расстояние связи, величина нагрузки не может достичь числового индекса. Контроллеры и преобразователи Micro-Tillage Company рассчитаны на 256 единиц. Фактически, заказчику рекомендуется контролировать 80 единиц на шину.

Коммуникационная шина 485 (необходимо использовать витую пару или один из сетевых кабелей), если вы используете обычные провода (без витой пары), помехи будут очень большими, связь не будет гладкой или даже связь не будет работать.

Каждое устройство контроллера должно быть соединено рука об руку, соединение звездой или разветвление не допускается. Если есть соединение звездой или вилкой, помехи будут очень большими, связь не будет гладкой, или даже связь.

Источник

Протоколы передачи данных в ЦОД: RS-232, RS-422, RS-485

Роль человека сводится к мониторингу ситуации и реакцию в аварийных случаях. Каждая единица инженерного оборудования в ЦОД оснащена одним или несколькими протоколами для передачи данных в диспетчерский пункт. Разберемся в этих протоколах.

Зачем нужны протоколы передачи в ЦОД

Для адекватного контроля за работой ЦОД необходимо иметь перед глазами целый список параметров, характеризующих работу инженерных систем, например:

Для передачи этих данных все устройства оборудованы тем или иным интерфейсом, подсоединение к которому позволяет считывать информацию по заданному протоколу.

Физически это означает наличие определенных разъемов на оборудовании и кабельные изделия, способные обеспечить передачу информации в диспетчерский пункт. Чаще всего это:

Термины и определения

RS в названии протокола означает Recommended Standard (рекомендованный стандарт).

Все три протокола относятся к физическому уровню (по модели OSI (англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model, базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем)). Физический уровень является самым нижним уровнем модели OSI, т.е. поток информации передается на нижнем уровне – в двоичной системе – в виде последовательности 0 и 1.

Протоколы передачи данных можно классифицировать по разным признакам:

Таким образом, уже стали проясняться принципиальные отличия протоколов серии RS.

Рассмотрим каждый протокол подробнее.

RS-232 или EIA-232

RS-232 – это стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом и коммуникационным устройством.

RS-232 был введён в 1962 году.

RS-232 представляет собой простой интерфейс для передачи данных между двумя объектами на расстояние до 15 метров (на практике может не достигаться). Устойчивость к помехам обеспечивается отказом от стандартного уровня сигналов 5В. От отправителя поступает последовательность 1 и 0 получателю, который их запоминает и «осознает» полученную информацию.

Существует понятие стартового бита, получив который получатель понимает, что сеанс передачи информации открыт. Далее через равные промежутки времени отправляются информационные биты. Передача пакетная, длина пакета равна одному байту.

Разъем RS-232 представляет собой 9- или 25-штырьковый трапецеидальный разъем. Изначально применялись 25 контактов, но со временем большинство устройств стало обходиться меньшим их числом и разъем «урезали».

RS-422 (Recommended Standard 422) или EIA-422

RS-422 – это стандарт, обеспечивающий сбалансированную (дифференциальную) однонаправленную нереверсируемую передачу данных по терминированным или нетерминированным линиям, с возможностью соединения «точка-точка», а также многоабонентскую доставку сообщений.

Учитывая полный дуплекс RS-422, его чаще используют в ведущем устройстве, а на ведомых устанавливают драйвер RS-485.

Кабель RS-422 представляет собой двойную витую пару:

RS-485 (Recommended Standard 485) или EIA-485

RS-485 поддерживает максимально 32 пары приемник/передатчик (впоследствии модернизировано до 255), но возможность использования хабов и репитеров увеличивает сеть до бесконечности.

На основе RS-485 создана целая серия промышленных сетей и сетевых протоколов (ModBus, ProfiBus, LanDrive и другие).

Передача сигнала осуществляется посредством кабеля:

В качестве разъема может применяться как сетевой вход, так и клеммный (третий контакт – для оплетки):

Для RS-485 существует множество «переходников»:

Кто же лучше?

Итак, рассказав о трех стандартах передачи данных, сделаем выводы по каждому из них, применительно к использованию для систем мониторинга ЦОД:

Данный стандарт можно увидеть на многих устройствах, но его широкое применение ограничивается малой длиной кабеля: до 15м. RS-232 обычно используется для соединения с компьютером.

RS-485 – наиболее распространенный стандарт в современных ЦОД благодаря дальности и приемлемой скорости, а также возможности подключения большого числа устройств. Именно поверх RS-485 создано множество промышленных сетей и сетевых протоколов, таких как ModBus, ProfiBus и LanDrive.

RS-422 – замена RS-232 на дальних расстояниях. Будучи полностью дуплексным протоколом, используется в ведущих устройствах, что позволяет параллельно вести прием и передачу данных в различных направлениях.

Источник