良许Linux教程网 干货合集 TTL、RS232、485到底能传输多远距离?

TTL、RS232、485到底能传输多远距离?

前几天,我在参与技术交流群时,注意到大家正在讨论关于TTL、RS232和485传输距离的问题。

因此,我今天特地抽出时间来分享相关内容。

概述

可能有很多读者对于TTL、RS232和485还不太了解,所以下面我会简要概述一下它们是什么。

1. TTL电平

TTL,即晶体管-晶体管逻辑电平(Transistor Transistor Logic),是一种逻辑电平标准。

举个例子:0V表示逻辑低电平,5V表示逻辑高电平。例如,STM32单片机的串口引脚输出的逻辑高电平为3.3V。

你可能会想知道,什么是逻辑电平呢?

逻辑电平指特定的电压或信号状态,通常表示为”0/1″、”开/关”、”ON/OFF”或”低电平/高电平”等。

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随着电子技术的快速发展,逻辑高电平的电压也是越来越低,比如DDR5内存的供电电压才1.1V。

这一章节相关的内容,可以参看我之前分享的一篇文章:逻辑电平0和1的世界

2.RS232

RS232,也简称232,全称EIA-RS-232。

EIA:Electronic Industry Association,美国电子工业协会。

RS:Recommended Standard,代表推荐标准。

232:代表标识号。

RS232有多个版本,比如:RS232A、RS232B、RS232C···F等,目前常用的是RS-232C。

RS232最初是用于调制解调器,因此它的引脚定义和调制解调器传输有关。

RS232早期使用25针连接器(DB25)比较多,早期打印机、传真机这些设备用的比较多,现在很少用了。

可能很多人都没有见到过,我读大学那会儿给MSP430下载程序就是用的这种DB25接口。

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现在通常是DB9,相信大家都不陌生,但我们大部分时候只用到了2、3、5脚。

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编号 定义 功能
1 DCD 数据载波检测
2 RXD 数据接收
3 TXD 数据发送
4 DTR 数据终端准备好
5 GND 信号地
6 DSR 数据设备准备好
7 RTS 请求发送
8 CTS 清除发送
9 RI 振铃提示

DB9在很多电脑后面板上都还保留有,即便后面板没有,在主板上也留有DB9接口。(前不久我配电脑,还特意买了一个DB9外接接口)

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3.RS485

RS485 可以说是在RS232的基础上发展而来的,目的是为了“增加抗干扰能力和信号传输距离”。

RS232采用电压来代表逻辑高低电平,比如:±15电压。

而RS485采用差分电压,也就是两根信号线(A、B)上的电压差来代表逻辑高低电平。

RS232支持全双工通信,而RS485是半双工通信。

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传输距离

在大学的时候,可能老师会告诉你:RS22传输距离为15米。或者,你在某些书籍上看到RS485传输距离为1200米

通信传输距离与很多因素有关,实际和理论还是有很大差异,在某些情况下,RS485传输500米可能都有问题。

通信传输距离与通讯方式、波特率、连接线、干扰等众多因素有关,这里结合串口(UART)通信来简单说下这几个问题。

1.通讯方式

这里说的通讯方式,指的就是标题中“TTL、RS232、485”等不同的通讯方式。

正常情况下,通讯距离:TTL 。

TTL通常在板卡内部(同一块板卡),比如:芯片A的串口,和芯片B的串口通信。

RS232在很多场合都还能用到,通常设备与设备之间通信,一般是DB9或两根信号线连接。(之前参与的一个项目,用电脑PCI卡扩展出了8个串口,就是用的232方式)。

RS485在工业产品中用的比较多,可以多个设备连接在485总线上,还有传输距离更远、抗干扰性更强。

2.波特率

波特率,1波特即指每秒传输1个符号。波特(Baud,单位符号:Bd)

你可以理解为传输信号的快慢,比如:串口9600bps。

波特率越高,频率就越高,同等条件下,传输的距离就更短。

串口的波特率可以做到很高,比如:115200bps,但以这种波特率通过RS232传输,可能传输10米就存在问题。

3.连接线

连接线也是一个关键因素,连接线材料(铜、铝、铁)、粗细、是否带有屏蔽等都会影响传输信号的距离。

可能干净的环境(比如实验室、办公室)都还看不出差异,你在复杂点儿的环境(比如工厂,特别是大型机械设备比较多的环境)就能感受到差异了。

所以,RS458使用差分信号,双绞线,好点的带有屏蔽的线,在工业环境就显优势了。

4.干扰因素

做过工业产品的人都知道,不但EMC要求高,对于通信的要求也高。

旁边一个台大型设备突然启动,很有可能让你的通信失败(或者芯片复位、死机等)。

你以为485能传输1200米,可能工厂内200米通信都还会失败。

综合以上,要增加传输距离、又要保证传输信号的稳定,通常要做到尽量远离干扰源(大型机械设备)、增加屏蔽措施、降低传输速率(波特率)等。

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良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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