逻辑电平的一些概念

逻辑电平的•些概念

要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下几个概念的含义：

1：输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时,

则认为输入电平为高电平。

2：输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，

则认为输入电平为低电平。

3：输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的

电平值都必须大于此Voh。

4：输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电

平值都必须小于此Vol。

5：阀值电平（Vt）：数字电路芯片都存在•个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是•

个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是:分之一的电源电压值，但要保证

稳定的输出，则必须要求输入高电平〉Vih,输入低电平<Vil,而如果输入电平在阈值上卜.，也就是Vil〜Vih

这个区域，电路的输出会处于不稳定状态。

对于一般的逻辑电平，以上参数的关系如下：

Voh>Vih>Vt>Vil>VoL

6：loh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。

7：lol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。

8：lih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。

9:川：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。

门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端，这种形式的门称为开路门。开路的TTL、

CMOS,ECL门分别称为集电极开路（0C）、漏极开路（0D）、发射极开路（0E）,使用时应审查是否接

上拉电阻（OC、0D门）或下拉电阻（0E门），以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路（0C）门，其

上拉电阻阻值RL应满足下面条件：

（1）：RL<（VCC-Voh）/（n*loh+m*lih）

（2）：RL>（VCC-Vol）/（lol+m*lil）

其中n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数。

：常用的逻辑电平

•逻辑电平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL：RS232、RS422、LVDS等。

•其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列（5VTTL和5VCMOS）、3.3V系列，

2.5V系列和1.8V系列。

-5VTTL和5VCMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。

•3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为LVTTL电平。

•低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。

-ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。

•RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS-422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入输出。

电平

人们在初学“电”的时候，往往把抽象的电学概念用水的具体现象进行比喻。如水流比电流、水压似电压、

水阻喻电阻。解释“电平”不妨如法炮制。我们说的“水平”，词典中解释与水平面平行、或在某方面达到一定

高度，引中指事物在同等条件下的比较结论。如人们常说到张某工作很有水平、李某办事水平很差。这样

的话都知其含义所在。即指“张某”与“李某”相比而言。故借“水平”来比喻“电平”能使人便于理解。

什么是“电平”？“电平”就是指电路中两点或儿点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量自然指“电功率”、

“电压”、“电流”并将倍数化为对数，用“分贝”表示，记作“dB”。分别记作：10lg(P2/P1),20lg(U2/U1)>20lg(l2/l1)

上式中P、U、I分别是电功率、电压、电流。

使用“dB”有两个好处：其一读写、计算方便。如多级放大器的总放大倍数为各级放大倍数相乘，用分贝则

可改用相加。其二能如实地反映人对声音的感觉。实践证明，声音的分贝数增加或减少一倍，人耳听觉响

度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。例如蚊子叫声与大炮响声相差100万倍，但

人的感觉仅有60倍的差异，而100万倍恰是60dB.

-[推荐]LVDS信号原理和设计(完)

1LVDS信号介绍

LVDS：LowVoltageDifferentialSgnaling,低电压差分信号。

LVDS传输支持速率一般在155Mbps(大约为77MHZ)以上。

LVDS是一种低摆幅的差分信号技术,它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，

其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

IEEE在两个标准中对LVDS信号进行了定义。ANSI/TIA/日A-644中，推荐最大速率为655MbpS,理论极限

速率为1.923Mbps。

1.1LVDS信号传输组成

LVDS信号传输般由三部分组成：差分信号发送器，差分信号互联器，差分信号接收器。差分信号发送器：

将非平衡传输的TTL信号转换成平衡传输的LVDS信号。通常由•个IC来完成，如：DS90C031差分信号

接收器：将平衡传输的LVDS信号转换成非平衡传输的TTL信号。通常由一个IC来完成，如：DS900032

差分信号互联器：包括联接线(电缆或者PC8走线)，终端匹配电阻。按照IEEE规定，电阻为100欧。我

们通常选择为100,120欧。1.2LVDS信号电平特性

LVDS物理接口使用1.2V偏置电压作为基准，提供大约400mV摆幅。

LVDS驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成(通常电流为3.5mA),LVDS接收器具有很高的输入阻抗，

因此驱动器输出的电流大部分都流过100C的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350mV的电压。

电流源为恒流特性，终端电阻在100--120欧姆之间，则电压摆动幅度为：3.5mA*100=350mV；3.5mA

*120=420mV。

由逻辑“0”电平变化到逻辑“1”电平是需要时间的。

由于LVDS信号物理电平变化在0。85一一1.55V之间，其由逻辑“0”电平到逻辑T电平变化的时间比TTL

电平要快得多，所以LVDS更适合用来传输高速变化信号。其低压特点，功耗也低0

采用低压技术适应高速变化信号，在微电子设计中的例子很多，如：FPGA芯片的内核供电电压为2。5V

或1.8V；PC机的CPU内核电压，PIII800田为1.8V；数据传输领域中很多功能芯片都采用低电压技术。

1.3差分信号抗噪特性

从差分信号传输线路上可以看出，若是理想状况，线路没有干扰时，

在发送侧，可以形象理解为：

IN=IN+-IN-

在接收侧，可以理解为：

OUT=IN+-IN-=IN

所以：在实际线路传输中，线路存在干扰，并且同时出现在差分线对上，

在发送侧，仍然是：线路传输干扰同时存在于差分对上，假设干扰为q,则接收则：

OUT=[(IN+)+q]-[(IN-)+q]=IN+-IN-=OUT=IN

噪声被抑止掉。

上述可以形象理解差分方式抑止噪声的能力。在实际芯片中，是在噪声容限内，采用“比较”及“量化”来处理

的。

LVDS接收器可以承受至少±1V的驱动器与接收器之间的地的电压变化。由于LVDS驱动器典型的偏置电压

为+1.2V,地的电压变化、驱动器偏置电压以及轻度耦合到的噪声之和，在接收器的输入端相对于接收器

的地是共模电压。这个共模范围是：+0.2V〜+2.2V。建议接收器的输入电压范围为：0V〜+2.4V。

抑止共模噪声是DS（差分信号）的共同特性，如RS485,RS422电平，采用差分平衡传输，由于其电平幅

度大，更不容易受干扰，适合工业现场不太恶劣环境下通讯。

什么是电压、电流、电功率？无线电爱好者都十分清楚。而谈及“电平”能说清楚的人却不多。尽管人们经

常遇到，书刊中亦多次谈起电路中的高电平、低电平、电平增益、电平衰减，就连电工必备的万用表上都

有专测电平的方法和刻线，而且"dB"、“dBp”、“dBm”的字样也常常可见。尽管如此，因“电平”本身概念抽

象，更无恰当的比喻，故人们总是理解不清、记忆不深。笔者从业近40年，目前又从事电工电子教学工作,

对上述现象感觉颇深。为此，对“电平”的概念进行了多方探寻，觅得一简捷。概括的定义并找到贴切的比

喻，能加深理解，故欲旧题重谈。

人们在初学“电”的时候，往往把抽象的电学概念用水的具体现象进行比喻。如水流比电流、水压似电压、

水阻喻电阻。解释“电平”不妨如法炮制。我们说的“水平”，词典中解释与水平面平行、或在某方面达到一定

高度，引申指事物在同等条件下的比较结论。如人们常说到张某工作很有水平、李某办事水平很差。这样

的话都知其含义所在。即指“张某”与“李某”相比而言。故借“水平”来比喻“电平”能使人便于理解。

什么是“电平"？“电平”就是指电路中两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量自然指“电功率”、

"电压"、“电流”并将倍数化为对数,用“分贝”表示，记作“dB”。分别记作：10lg（P2/P1）,20lg（U2/U1）,20lg（l2/l1）

上式中P、U、I分别是电功率、电压、电流。

使用“dB”有两个好处：其一读写、计算方便。如多级放大器的总放大倍数为各级放大倍数相乘，用分贝则

可改用相加。其二能如实地反映人对声音的感觉。实践证明，声音的分贝数增加或减少一倍，人耳听觉响

度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。例如蚊子叫声与大炮响声相差100万倍，但

人的感觉仅有60倍的差异，而100万倍恰是60dB«

逻辑电平的一些概念

要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下儿个概念的含义：

1：输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时,

则认为输入电平为高电平。

2：输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，

则认为输入电平为低电平。

3：输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的

电平值都必须大于此Voh。

4：输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电

平值都必须小于此Vol。

5：阀值电平（Vt）：数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一

个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证

稳定的输出，则必须要求输入高电平〉Vih,输入低电平<Vil,而如果输入电平在阈值上下，也就是Vil〜Vih

这个区域，电路的输出会处于不稳定状态。

对于一般的逻辑电平，以上参数的关系如下：

Voh>Vih>Vt>Vil>VoL

6：loh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。

7：lol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。

8：lih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。

9：lil：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。

门电路输出极在集成单元内不接负裁电阻而直接引出作为输出端，这种形式的门称为开路门。开路的TTL、

CMOS、ECL门分别称为集电极开路(OC)、漏极开路(OD)、发射极开路(0E),使用时应审查是否接

上拉电阻(OC、ODI,J)或下拉电阻(OE门)，以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路(OC)门，其

上拉电阻阻值RL应满足下面条件：

(1)：RL<(VCC-Voh)/(n*loh+m*lih)

(2)：RL>(VCC-Vol)/(lol+m*lil)

其中n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数。

：常用的逻辑电平

•逻辑电平：有TTL、CMOS,LVTTL、ECL、PECL、GTL：RS232、RS422、LVDS等。

•其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列(5VTTL和5VCMOS)、3.3V系列，

2.5V系列和1.8V系列。

•5VTTL和5VCMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。

-3.3V及以卜.的逻辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为LVTTL电平。

•低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。

-ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。

-RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS-422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入输出。

一线通讯

DS18B20有根信号线，没记错的话应该是2号脚，接上拉电阻后接至单片机的I/O口上，单片机软件发送

转化命令，指定时间后发送读温度值命令，DS18B20发送给单片机。具体软件DS18B20的厂家提供，直

接从网上可以下载的到！

你应该先明确以下几点：1、数据采集器一般都是串口的，你想要改成RS-485接口，数据采集器是否支持

这种接口？2、RS485和RS232工作原理都是差不多的。

由于RS-232-C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.

(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英尺，实际上也只能用在50米左右.

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

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RS-485接口组成的半双工网络,一

般只需:根连线，所以RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输.RS-485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与

智能终端RS-485接口采用DB-9(孔)，与键盘连接的键盘接口RS-485采用DB-9(针)

先我们了解一下RS485/RS422针脚定义：

1.英式标识为TDA(-),TDB(+)、RDA(-),RDB(+)、GND

2.美式标识为Y、Z、A、B、GND

3.中式标识为TXD(+)/A、TXD(-)/B、RXD(-)、RXD(+)、GND

rs485两线一般定义为：

"A,B"或"Date+,Date-"

即常说的：”485+,485-"

rs485四线一般定义为：

"Y,Z,A,B,”

具体还要根据厂家的使用信号针脚而定，有的使用了RTS或DTR等针脚的485信号

RS232与RS485是两个难搞清的东西，尽管它们非常不同。

1.什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？

答：计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通

讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在

串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-

232-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协

会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的

全名是'数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规

定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加

以规定。

(1)接口的信号内容实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般

只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示

(2)接口的电气特性在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5--15V；

逻辑“0”+5—+15Vo噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信

号作为逻辑T

(3)接口的物理结构RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座，通常插头在DCE端，插

座在DTE端.一些设备与PC机连接的RS-232-C接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线,

即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。

(4)传输电缆长度由RS-232c标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实

这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所

以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2的实

验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723内有三对双绞线，每对由22#AWG组成,

其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。附

表2DEC公司的实验结果。

2.什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特点？

答：由于RS-232-C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。

（3）接口使用•根信号线和•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英尺，实际上也只能用在50米左右。

针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：

ORS-485的电气特性:逻辑T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，且该电平与丁TL电平兼容，可

方便与TTL电路连接。

©RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

©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。

©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

3.采用RS485接口时，传输电缆的长度如何考虑？

答：在使用RS485接口时、对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度

是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度

与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆（线径为0.51mm）,线间旁路电容为52.5PF/M,

终端负载电阻为100欧时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。由图中可知，当数据信号速率降低

到90Kbit/S以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时，则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中

的曲线是很保守的，在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。当使用不同线径的电缆。则取得的最

大电缆长度是不相同的。例如：当数据信号速率为600KbiVS时，采用24AWG电缆，由图可知最大电

缆长度是200m,若采用19AWG电缆（线径为0.91mm）则电缆长度将可以大于200m；若采用28AWG

电缆（线径为0。32mm）则电缆长度只能小于200m。

UART是指串口通信的芯片吧

串口就是串行通信的接口（区别于并口因为数据是按bit串起来传输的）一般在主机上都有的DB9的接口

就是串口

232485是串行通信的不同标准（区别是电气电平值不一样按通信网络的七层规范这都属于物理层吧

232与485相比一般距离较近用232较远485）

你没提到COM口那COM口和串口有什么联系区别呢

在我理解是这样串口就是实际的物理接口

COM口呢则是系统虚拟的

系统会根据应用程序所申请的COM口请求去使用物理接口

还有就是USB应该更熟悉吧中文是通用串行总线

也是串行通信的一种标准跟232485都是并列的

但显然USB更具前途！

串口是计算机上种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线UniversalSerialBus或者USB混淆）。

大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容

的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是

串口可以在使用一根线发送数据的同时用另•根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如

IEEE488定义并行通行状态时I规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2

米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成:

（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根

线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和

奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：

a,波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如I300波特表示每秒钟发

送300个bit。击我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是

4800Hz,这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz„通常电话线的波特率为14400,28800和

36600。波特率可以远远大了这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间

的通信，典型的例子就是GP旧设备的通信。

b,数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标

准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0〜127（7位）。扩展

的ASCII码是。〜255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数

据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选

取，术语“包”指任何通信的情况。

C,停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1,1.5和2位。由于数是在传输线上定时的，并且

每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示

传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步

的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时

也越慢。

d,奇偶校验位：在串口通信中•种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位

也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用•个值确保传输的数据

有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011,那么对于偶校验，校验位为0,保证逻辑高的位数是

偶数个。如果是奇校验，校验位位1,这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位

逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或

者是否传输和接收数据是否不同步。

什么是RS-232?

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠

标、打印机或者Modem,同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传

输长度或者速度常常超过标准的值。

RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。

\12345/

\6789/

RS-232针脚的功能，以9针接头为例介绍：

数据：TXD（pin3）：串口数据输出

RXD（pin2）：串口数据输入

握手：RTS（pin7）：发送数据请求

CTS(pin8)：清除发送

DSR(pin6)：数据发送就绪

DCD(pin1)：数据载波检测

DTR(pin4)：数据终端就绪

地线：GND(pin5)：地线

其他RI(pin9)：铃声指示

什么是RS-422?

RS-422(EIARS-422-AStandard)是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。RS-422使用差分信号，

RS-232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线发送和接收信号，对比RS-232,它能更好的抗噪

声和有更远的传输距离。在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点。

什么是RS-485?

RS-485(EIA-485标准)是RS-422的改进，因为它增加了设备的个数，从10个增加到32个，同时定义

了在最大设备个数情况下的电气特性，以保证足够的信号电压。有了多个设备的能力，你可以使用一个单

个RS-422口建立设备网络。出色抗噪和多设备能力，在工业应用中建立连向PC机的分布式设备网络、

其他数据收集控制器、HMI或者其他操作时，串行连接会选择RS-485.

RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422设备可以被RS-485控制。RS-485可以用超过4000英

尺的线进行串行通行。

DB-9引脚连接

\12345/

\6789/

RS-485和RS-422的引脚的功能，以9针接头为例介绍

数据：TXD+(pin8),TXD-(pin9),

RXD+(pin4),RXD-(pin5)

握手：RTS+(pin3),RTS-(pin7),

CTS+(pin2),CTS-(pin6)

地线：GND(pin1)

RS-232,RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的，

RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E,作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422

由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，

RS-422定义了•种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于

100kb/s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/日A-485-A标准。

看下面这个表格吧

规格RS232RS422R485

工作方式单端差分差分

节点数1收1发1发10收1发32收

传输电缆50英尺400英尺400英尺

传输速率20Kb/S10Mb/s10Mb/s

输出电压+/-25V-0.25V〜+6V-7V〜+12V

驱动器负载阻抗（Q）3K〜7K10054

摆率（最大值）30V/psN/AN/A

接收器输入电压范围+/-15V-10V-+10V-7V〜+12V

接收器输入门限+/-3V+/-200mV+/-200mV

接收器输入电阻（。）3K-7K4K（最小）＞12K

驱动器共模电压N/A-3V-+3V-1V-+3V

接收器共模电压N/A-7V-+7V-7V-+12V

PART4:所以说并不能因为RS485不便于实现多主通讯模式而给人家扣上一顶不是总线的帽子，还有别人

可是为工业现场监控立过汉马功劳的，还有人家最近新出生的一个同胞兄弟CAN总线可是完全继承了它的

遗传基因呀！

PART3:其实RS485也可以进行多主传输，各位不要把现场总线与通讯交换机制、交换协议搞混了，

ISO/OSI只是通讯交换的总的规范，RS485也有其中的最低两层，如果自己做协议也可以完成上面的高五

层，只是RS485使用很简单、使用的人也很多、没有一个大公司（也没有必要）为RS485定一个规范协议,

其实TCP/IP也只是一个协议而已，另外事实上在RS485上也可以跑TCP/IP协议，只是没人做而已，不

过谁要这么做那真是吃饱了......

PART2:致于说主、从通讯模式只是通讯的•种方式，其实RS485总线也是现场总线的一种，它是最早的

一种现场总线，所谓的现场总线就是通过一种总线进行全天侯全时段的现时的信息交流，RS485只不过它

比别人生得早而已，举个例子，猫狗不会计算机，我们不能因为一个人生得早不会计算机就给他定一个........

1.RS-232-C是美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustryAssociation）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•个主通道和•个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于•般双工通信，仅需儿条信号线就可

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•般用于20m以内的通信。

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。

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•的功能，适用于单•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。…

RS-232,RS-485和S-422的区别

1、RS-232-C

RS-232-C是美国电子工业协会日A（ElectronicIndustryAssociation）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。

在多数情况卜,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，因此般用于20m以内的通

信。

2、RS-485

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

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。

3、RS-422

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。

RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。用新型收发器线路I;可连接台设备。

16:11添加评论固定链接引用通告(0)记录它计算机与Internet

固定钵接/bloci/cns185E74F3C7035E534693.entrv

添加评论串口通讯一RS-232-C详解

串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。

所以，以RS-232c为主来讨论。RS-323c标准是美国日A(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的

1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在。〜20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接

口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232c制式兼容

的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

在讨论RS-232c接口标准的内容之前，先说明两点：

首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)与数据通信设备

DCE(DataCommunicationEquipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要

求。但.目前它又广泛地被借来用于计算机(更准确的说，是计算机接口)与终端或外设之间的近端连接标

准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，

我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了

其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义

的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE,因此双方都能发送和

接收。

一、RS-232-C

RS-232c标准(协议)的全称是日A-RS-232c标准，其中ElA(ElectronicIndustryAssociation)代表美国

电子工业协会，RS(ecommededstandard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修

改(1969),在这之前，有RS232B、RS232A“。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过

程。常用物理标准还有有曰A�RS-232-C、EIA�RS-422-A.EIA�RS-423A.EIA�RS-485,,

这里只介绍曰A�RS-232-C(简称232,RS232)。例如，目前在IBMPC机上的COM1、COM2接口,

就是RS-232c接口。

1.电气特性

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。

在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V〜-15V

逻辑0(SPACE)=+3〜+15V

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：

信号有效(接通，ON状态，正电压)=+3V〜+15V

信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V〜-15V

以上规定说明了RS-323c标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑T”（传号）的电平低于-3V,

逻辑“0”（空号）的电平告语+3V：对于控制信号：接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V,断开状态

（OFF）即信号无效的电平低于-3V,也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介

于-3〜+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证

电平在±（3〜15）V之间。

EIA-RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状

态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路

之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广

泛地使用集成电路转换器件，如MC1488,SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489,

SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完成TTb-->EIA双向电平转换。

2、连接器的机械特性：

连接器：由于RS-232c并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连

接器，其引脚的定义也各不相同。卜面分别介绍两种连接器。

（1）DB-25：PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：

①异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2,3,4,5,6,7,8,20,22

②20mA电流环信号9个（12,13,14,15,16,17,19,23,24）

③空6个（9,10,11,18,21,25）

④保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）

DB-25型连接器的外形及信号线分配如图3所示。注意，20mA电流环信号仅旧MPC和IBMPC/XT机提

供，至AT机及以后，已不支持。

（2）DB-9连接器

在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卜或主板上COM1

和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25

型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。

电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232c所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺。

最大直接传输距离说明：RS-232c标准规定，若不使用MODEM,在码元畸变小于4%的情况下，DTE和

DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。

为了保证码元畸变小于4%的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。

3、RS-232c的接口信号

RS-232c规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的

只有9根，它们是

(1)联络控制信号线：

数据装置准备好(Datasetready-DSR)——有效时(ON)状态，表明MODEM处于可以使用的状态。

数据终端准备好(Datasetready-DTR)—有效时(ON)状态，表明数据终端可以使用。

这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不

说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。

请求发送(Requesttosend-RTS)—用来表示DTE清求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信

号有效(ON状态)，向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。

允许发送(Cleartosend-CTS)——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS

的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿

发送数据线TxD发送数据。

这对RTS/CTS清求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双

工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联

络信号，使其变高。

接收线信号检出(ReceivedLinedetection-RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收

数据。当本地的MODEM收到由通信链路另•端(远地)的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号

有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线

RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(DataCarrierdectection-DCD)线。

振铃指示(Ringing-RI)—当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效(ON状态)，通

知终端，已被呼叫。

(2)数据发送与接收线：

发送数据(Transmitteddata-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM,(DTE-DCE)。

接收数据(Receiveddata-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE-DTE).,

(3)地线

有两根线SG、PG—信号地和保护地信号线，无方向。

上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如，只有当DSR和DTR都处

于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将DTR线

置成有效（ON）状态，等CTS线上收到有效（ON）状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。这种顺序

的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时

线路才能开始发送。

2个数据信号：发送TXD；接收RXD。

1个信号地线：SG。

6个控制信号：

DSR��数传机（即modem）准备好，DataSetR