RS-232和RS-485：串行通信标准的全面对比

RS-232和RS-485：串行通信标准的全面对比

在电子领域，标准规范是确保设备之间有效通信的基础。RS-232和RS-485作为两种常用的串行通信标准，虽然都用于实现设备间的通信，但它们在多个方面存在显著差异。本文将详细探讨这两种标准的主要区别。

点对点与多点通信

RS-232是一种点对点通信标准，意味着一个设备只能与另一个设备直接通信。虽然可以通过一些特殊设计实现多个设备的通信，但这并不是RS-232标准本身所支持的特性。

相比之下，RS-485支持多点通信，允许多个设备在不需额外接口电路的情况下直接通信。根据标准，一个RS-485驱动器可以支持多达32个单位负载，即32个具有15kΩ输入阻抗的接收器。

电压等级

RS-232最初规定的电压等级为+25V和-25V，这个标准在60多年前提出时令人印象深刻。随着技术的发展，后续版本将电压范围降低至±12V，再降至±5V。而RS-485的电压等级更低，这成为两者之间最显著的区别之一。

下图展示了逻辑电平数据流及其对应的RS-232信号。可以看出，除了电压电平的转换外，信号的极性也发生了反转：+5V逻辑高电平变为-5V，0V逻辑低电平变为+5V。

单端信号与差分信号

RS-232采用单端信号传输方式，即一个信息信号通过一个电信号传输，以0V接地电位为参考。而RS-485采用差分信号传输方式，一个信息信号需要两个互补的电信号。接收器通过比较这两个信号来提取信息。

下图直观地展示了单端信号和差分信号之间的差异：

RS-485信号的最小差分幅度为1.5V，接收器的最小差分检测阈值为200mV。这种设计即使在信号传输过程中出现明显劣化的情况下，也能保证数字数据的可靠检测。

信号摆动

RS-485的信号摆动远小于RS-232，这是一个重要的优势。较低的信号幅度简化了电路设计并提高了效率。结合差分信号传输方式，RS-485不仅没有增加设备对电磁干扰（EMI）的敏感性，反而使其通信更加稳健。

较高的数据速率是低幅度信号的另一个优势。RS-232的最大数据速率约为1Mbps，而RS-485理论上可达10Mbps，实际应用中甚至更高。

信号编码

RS-232提供了一个完整的串行通信解决方案，包括电气特性、信号特征、连接方案和机械接口等要求。而RS-485仅规定了电气特性。

两种标准都没有定义具体的信号编码方法，但通常都采用通用异步接收器/发送器（UART）信号方案。UART数据的一个字节包含一个起始位、八个数据位和一个停止位。接收器通过内部定时器，根据已知的波特率来正确采样传入的数据位。

总结

虽然RS-232和RS-485在名称和用途上相似，但它们在规格和实现细节上存在重大差异。RS-485在几乎所有方面都优于RS-232，特别是在多点通信、信号稳健性和数据传输速率等方面。对于需要更高级通信解决方案的应用，RS-485无疑是更好的选择。

本文原文来自All About Circuits