RS232、RS485、RS422、RJ45接口的区别和应用

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只要是学习计算机、电子通信技术或电气控制技术的朋友对以上通信接口都不会陌生，多多少少都会用到其中的一两个通信接口，至于对这四个通信接口有什么区别，按照“只有对比，才有鉴别”的分析法，今天我们借着这个题目给朋友们盘点一下这四个通信接口到底有什么区别吧。
RS232、RS485、RS422、RJ45接口的特点
1、RS232接口及特点
我们先说题目中的第一个RS232通信接口，我记得在以前的台式电脑主机或笔记本电脑上一般都会留有这种接口，我在上学学习单片机时，在单片机实验板上也会有这种接口，这种通信接口名叫串行通信接口，它总共有9个针或者9个孔，如下图所示。

带针的接口称为公头，带孔的接口称为母头。根据上图中所标针脚序号，我们分别给它们赋予了如下的功能：
1、载波检测(DCD)：数据载波检测端。
2、接收数据(RXD)：它的作用是串口数据接收端。
3、发送数据(TXD)：它的作用是串口数据输出端。
4、数据终端准备好(DTR)：数据接收端就绪信号。
5、信号地线(SG)：接地端。
6、数据准备好(DSR)：准备好要发送的数据。
7、请求发送(RTS)：对发送的数据进行请求。
8、清除发送(CTS)：清除发送端的数据。
9、振铃提示(RI)：铃声指示。
我们学习单片机技术时都知道，当我们要让这个RS232串口和我们的单片机进行“通话”时，我们只需要关心其中的 2 脚数据接收(RXD)，3 脚数据发送(TXD)和 5 脚接地(GND)就可以了。比如我们用电脑在给单片机传数据时，由于单片机电路5V 代表高电平而 0V 代表低电平，对于计算机所具有的RS232 标准来说，它是个反逻辑，我们也叫做负逻辑。也就是TXD 和 RXD 的电压，从负3V 到负15V 代表是高电平（ 1），从3到15V 之间的电压代表是低电平（ 0）。低电平代表的是 1，高电平代表的是 0，所以我们叫它负逻辑。由此可见电脑端RS232电平逻辑与单片机端的电平逻辑不一致，也就是说彼此是“听”不懂对方所所讲的“话”，这就需要在中间有个传话人，因此在电脑的 9 针232 串口和单片机之间就需要一个能够起到“翻译”作用的芯片，常见的芯片有 MAX232，如下图所示。

现在我们总结一下RS232接口的特点吧，首先它通信方式采用是点对点的方式；其次它使用的是负逻辑，也就是-5V到-15V代表逻辑状态“1”，+5V到+15V代表逻辑状态“0”；再次RS232接口最大的通信距离15.24米；最后它最高的传输数据的速度20千字节/每秒。从稳定性来说，它所传输的信号很容易收外部干扰信号的影响。由此可见RS232通信这种方式的缺点是显而易见的。比如它的接口信号电平值较高，达到十几 V，容易损坏接口电路的芯片，而且和 晶体逻辑电平（TTL ）不匹配，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路；传输速率有不高，一般也就几十 Kb/s 就到极限了；RS232接口使用信号线和 GND 与其他设备形成的是共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，因此抗干扰性能力比较弱；从传输的距离来看很有限，最多只能通信几十米；它通信时采用点对点通信，只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。
2、RS422接口及特点
鉴于RS232有许多不足和短板，在1977年美国又推出了一种新标准串行通信接口RS422，在性能上有了全面的提升。RS422主要是对RS232的电气特性进行了改进，比如它在信号传输上使用了差分接收电路，也就是说它使用了两根线（TXD+和TXD-）发送信号和两根线（RXD+和RXD-）接收信号，大大增强了信号的抗干扰能力，同时在传输信号的距离上也拓展了不少，它最大可以有1200米的通信距离，其传输数据的速率可到100千字节每秒，当通信距离为12米的时候，其最大数据传输速度为10Mb/s。最终有了联网通信的能力，一个RS422连接驱动器端口可以连接十台接收器，其接线端口如下图所示。在通信方式上，RS422使用的是全双工通信方式，可以同时进行数据的发送和接收。

3、RS485接口及特点
为了拓展通信连接的设备数量，在RS422接口的基础上人们又进行了改进，从原先可以连接10个设备增加到可以连接32个通信设备，也可以说RS485端口是在RS422端口的基础上又进行了改进。它的主要突出特点首先是在接口除了采用了差分驱动器外还使用了平衡驱动器，抗噪声能力更上一层楼。其次是通信的距离可延展到1219米，数据的传输速率达到10Mb/s；最后体现在电气特性的逻辑电平上，RS485逻辑"1"的电平其电压在2V到6V之间，逻辑“0”的电压在负2V到负6负之间，从电平的数值来说要比RS232电平低了许多，因此它不易损坏接口电路的芯片，同时还可以与晶体管逻辑电平（TTL）相连接，使用方便，比如使用MAX487芯片就可以实现两者的转换。

RS485接口在使用多点互连时比较方便，现在许多设备上都会预留RS485接口，在联网时方便构成分布式连接方式。RS485使用的是半双工通信方式，任意时刻只能有一点处于发送状态，发送电路要由使能信号控制。

下面我们总结RS485的特点： RS485采用的是一种半双工的差分通信方式，它的通信线路是两根，常用 A 和 B 或者 D+和 D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(2~6)V 表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V 来表示，是一种典型的差分通信；RS485 通信速度快，最大传输速度可以达到 10Mb/s 以上。；RS485 内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。；传输距离最远可以达到 1200 米左右，但是他的传输速率和传输距离是成反比的，只有在 100Kb/s 以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。；可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的 RS485芯片来看，有可以挂 32、64、128、256 等不同个设备的驱动器。RS485 的接口非常简单，只需要一个 RS485 转换器，由于 RS485 是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信。
4、RJ45接口及特点
RJ45接口它是一种网络通信接口，现在自动化控制设备上一般都会预留这种接口，比如变频器、可编程控制器（plc）、触摸屏、伺服驱动器等。这种接口最常见的要数在网卡上了，比如不管是台式计算机还是笔记本电脑都有这种接口，它的作用主要也是用于数据传输的。
我们从RJ45接口看它有8个引脚，有两种接线方式，一种是T568A，另一种是T568B，两种接线的顺序也是不同的，例如对于T568B接线方式来说，其中第六脚绿色线为接收信号数据的负极-RX，第三脚绿白线为接收信号数据的正极+RX，第二脚橙色线为发送信号的负极-TX，第一脚橙白色线为发送信号的正极+TX，如下如所示，因此对于这种接线方式只用到了1脚、2脚、3脚、6脚其余四个引脚为空脚。

RJ45接口常常用来作为以太网接口，作为网络接口，它的传输速率比较快，一般有10Mb/s和100Mb/s两种，RJ45接口有两种，一种是DTE接口，主要用于以太网网卡、路由器的接口；另一种是DCE接口，它主要用于交换机接口上。从这种信号传输方式看，它也属于差分信号传输，并且每两根线互相缠绕在一起，起到抗干扰的作用。

由于RJ45接口传输距离远，抗干扰能力强、传输速率高等优点，现在已经成为各种通信设备上的必备的通信接口了。