RS-232와 RS-485 통신의 차이

시리얼 통신 비교 소개 3번째 이야기

Texas Instrument에서 다운로드 받은 Electronic Design Library 중

"What's the differences: Serial Communications" 내용 번역 정리 업로드 자료임

 

 

 

RS-232와 RS-485간의 차이는 무엇인가?

 

오늘날 수십 개의 직렬 데이터 인터페이스가 사용됩니다. 대부분은 특정 애플리케이션을 위해 개발되었습니다. I2C, CAN, LIN, SPI, Flex, MOST, I2S와 같이 몇 가지는 보편적이 되었습니다. 그런 다음 이더넷과 USB 및 FireWire, HDMI, Thunderbolt와 같은 다른 고속 직렬 인터페이스가 있습니다. 가장 오래된 인터페이스 중 두 가지는 RS-232와 RS-485입니다. 그러나 이러한 레거시 인터페이스는 쓸모없거나 중단되지 않았습니다. 둘 다 여전히 많은 애플리케이션에서 살아 있고 잘 사용되고 있습니다.

 

직렬 인터페이스의 전체 목적은 무선 또는 케이블을 통한 데이터 전송을 위한 단일 경로를 제공하는 것입니다. 일부 애플리케이션에서는 여전히 병렬 버스가 사용됩니다. 하지만 오늘날 고속 데이터가 매우 일반적이기 때문에 직렬 인터페이스는 몇 피트 이상의 거리에서 통신을 위한 유일한 실용적인 옵션입니다.

 

직렬 인터페이스는 송신기에서 수신기로 표준화된 논리 레벨을 제공하고, 전송 매체와 커넥터를 정의하고, 타이밍과 데이터 속도를 지정하는 데 사용할 수 있습니다. 어떤 경우에는 직렬-병렬 및 병렬-직렬 변환을 수행하거나 기본 데이터 프로토콜을 지정할 수 있습니다.

 

논리 수준, 매체 및 커넥터의 정의는 OSI(Open Systems Interconnection) 네트워킹 모델의 물리적 계층(PHY) 또는 계층 1의 일부입니다. 데이터 처리와 같은 추가 기능은 OSI 모델의 MAC(Media Access Control) 계층 또는 계층 2의 일부입니다.

 

RS-232

가장 오래된 직렬 인터페이스 중 하나는 일반적으로 RS-232라고 불립니다. 원래는 1962년에 전기 기계식 텔레타이프라이터와 같은 데이터 단말 장비(DTE)를 데이터 통신 장비(DCE)에 연결하는 방법으로 확립되었습니다. 수년에 걸쳐 비디오 단말, 컴퓨터 및 모뎀에 연결하는 데 사용되었습니다. 최초의 개인용 컴퓨터에는 프린터 또는 기타 주변 장치에 연결하기 위한 직렬 포트라고 하는 RS-232가 포함되었습니다. 오늘날에도 여전히 임베디드 컴퓨터 개발 시스템, 과학 기기 및 모든 종류의 산업용 제어 장비에 널리 사용되고 있습니다.

 

1. Voltage levels define the logic 1 or mark and the logic 0 or space characters. Voltages between ±3 V are invalid.

표준의 공식 명칭은 Electronic Industries Association/Telecommunications Industries Association EIA/TIA-232-F입니다. 문자 F는 가장 최근의 표준 수정 및 업데이트를 나타냅니다. 이 표준은 기본적으로 International Telecommunications Union – Telecommunications(ITU-T) 사양 V.24 및 V.28과 동일합니다.

 

이 표준은 논리 1, -3~-25V 사이의 전압, 논리 0을 +3~+25V 사이의 전압 레벨로 정의합니다(그림 1). 신호 레벨은 일반적으로 논리 1의 경우 마크, 논리 0의 경우 스페이스라고 합니다. ±3V 사이의 전압은 무효화되어 인터페이스에 엄청난 노이즈 마진을 제공합니다. 이 범위의 노이즈 전압은 거부됩니다. 일반적인 관행에서 논리 0 및 1 레벨은 일반적으로 ±5V만큼 낮고 ±12 또는 ±15V만큼 높습니다. 송신기 및 수신기 구성은 접지 기준이 있는 단일 종단(차동 아님)입니다.

 

케이블 매체는 간단한 병렬 와이어 또는 꼬인 쌍일 수 있습니다. 케이블의 길이는 상위 데이터 속도를 결정하며 일반적으로 50피트를 초과해서는 안 됩니다. 그러나 낮은 데이터 속도 조건에서는 훨씬 더 긴 케이블 길이를 사용할 수 있습니다. 오늘날 주요 목표는 와이어 간 커패시턴스가 2500pF를 넘지 않는 케이블을 사용하는 것입니다. 이는 상위 데이터 속도를 약 20kbits/s로 제한합니다. 이 인터페이스와 함께 사용되는 저속 데이터 속도 때문에 케이블은 일반적으로 공식적인 전송 라인으로 취급되지 않습니다. 전송 라인에는 데이터 손상을 일으키는 반사를 제거하기 위해 정합 생성기 및 부하 임피던스가 필요합니다.

 

이 표준은 다양한 제어 라인과 직렬 데이터 송수신 라인을 전달하도록 설계된 DB-25라는 25핀 커넥터를 정의했습니다. 이러한 커넥터는 오늘날 거의 사용되지 않습니다. 대신 DE-9라는 9핀 커넥터가 정의되었고, 오늘날 사실상의 표준입니다(그림 2).

그림2. 전형적인 DB9 핀 코넥터 사양

 

원래 전기 기계 장비의 데이터 전송 속도는 매우 느렸습니다. 최소 속도는 일반적으로 75비트/초였지만 150비트/초와 300비트/초가 일반적이었습니다. 오늘날 데이터 전송 속도는 인터페이스와 함께 사용되는 프로토콜에 의해 정의되며 최대 115.2kbit/초까지 올라갈 수 있습니다. 일반적인 데이터 전송 속도는 1200, 2400, 4800, 9600, 19,200, 38,400, 115,200비트/초입니다. 데이터 전송 속도는 최대 허용 슬루율인 30V/μs(마이크로초당 볼트)로 제한됩니다. 짧은 저용량 케이블의 경우 적절한 드라이버를 사용하면 데이터 전송 속도가 초당 수 메가비트까지 높아질 수 있습니다.

 

많은 RS-232 연결은 단방향 또는 심플렉스입니다. 그러나 사용 가능한 특수 신호 및 제어 전압을 사용하면 양방향 또는 반이중 작동이 가능합니다. 연결된 두 장치는 전송 및 수신 작업을 번갈아 수행합니다.

 

인터페이스의 제어 신호는 데이터를 송수신하기 위한 프로토콜을 정의합니다. 이러한 신호는 두 통신 장치에 언제 바쁘고, 전송하고, 준비되고, 수신하는지 알려줍니다. 전송 장치는 컴퓨터와 같은 DTE이고, 수신 장치는 프린터와 같은 DCE입니다. 일반적인 9핀 커넥터에 사용되는 제어 신호는 다음과 같습니다.

• 데이터 캐리어 감지(DCD): DCE는 DTE에 유효한 입력 신호를 수신하고 있음을 알립니다.

• 데이터 세트 준비(DSR): DCE는 DTE에 연결되었고 수신할 준비가 되었다고 알립니다.

• 수신 데이터(RD): 이는 DTE에서 수신한 실제 신호입니다.

• 전송 요청(RTS): DTE가 DCE에게 전송할 준비가 되었다는 것을 알리는 이 신호입니다.

• 전송 데이터(TD): 이는 DTE에서 전송되는 신호입니다.

• 전송 준비 완료(CTS): DCE가 보내는 이 회선은 DTE에게 데이터를 수신할 준비가 되었다는 것을 알립니다.

• 데이터 터미널 준비(DTR): 이 회선은 DTE에서 DCE로 전송되는 데이터 전송 또는 수신 준비가 되었음을 나타냅니다.

• 링 표시기(RI): 이 회선은 이전 모뎀 연결에서 사용되었지만 더 이상 사용되지 않습니다.

• 신호 접지: 이는 모든 신호에 대한 공통 접지 연결입니다.

 

그림 3은 DTE에서 DCE까지의 케이블 연결을 보여줍니다. 제어 라인 핀 간의 상호 연결에 주목하세요. 이러한 핀의 신호는 흐름 제어 또는 "핸드셰이킹" 프로세스라고 하는 프로세스에서 서로에 대한 응답으로 발생합니다.

그림3. DTE와 DCE 간 일반적인 연결

공식적으로 RS-232 표준의 일부는 아니지만, 이 인터페이스를 사용하는 대부분의 직렬 장치는 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)라고 하는 것도 사용합니다. 일반적으로 라인 드라이버 및 수신기 회로와 분리된 이 IC는 한 번에 최대 8비트를 전송하는 기본 통신 프로토콜을 구현합니다. 직렬-병렬 및 병렬-직렬 변환을 수행하여 데이터 단어의 시작과 끝을 알리는 시작 및 정지 비트를 추가하고, 패리티 비트 오류 감지 및 데이터 속도를 설정합니다.

 

데이터는 종종 ASCII 문자이지만, 최대 8비트까지의 모든 데이터 워드를 전송할 수 있습니다(그림 4). UART는 일반적으로 다양한 워드 크기(5~8비트)를 처리하고, 1, 1.5 또는 2개의 정지 비트를 추가하고, 홀수, 짝수 또는 패리티 비트를 포함하지 않도록 구성할 수 있습니다. 75비트/초에서 115.2kbit/초까지의 데이터 속도를 선택할 수 있습니다.

 

그림4. RS-232에서 7비트 ASXII "J" 전송 신호 파형

 

RS-485

또한 EIA/TIA 표준에 의해 정의된 이 인터페이스는 이제 TIA-485라고 불립니다. 이는 단일 장치 간 인터페이스뿐만 아니라 여러 장치의 간단한 네트워크를 형성하는 데 사용할 수 있는 통신 버스도 정의합니다. 구성 및 사양은 RS-232 인터페이스 기능을 넘어 범위와 데이터 속도를 확장합니다.

 

RS-485 표준은 접지를 기준으로 하는 전압을 갖는 싱글엔드가 아닌 두 개의 라인에서 차등 신호를 지정합니다. 논리 1은 -200mV보다 큰 레벨이고 논리 0은 +200mV보다 큰 레벨입니다. 라인 드라이버의 일반적인 라인 전압 레벨은 최소 ±1.5V에서 최대 약 ±6V입니다. 수신기 입력 감도는 ±200mV입니다. ±200mV 범위의 노이즈는 기본적으로 차단됩니다. 차등 형식은 효과적인 공통 모드 노이즈 제거를 생성합니다.

 

표준 전송 매체는 #22 또는 #24 AWG 단선의 꼬인 쌍 케이블입니다. 최소 2개의 라인이 필요하지만 세 번째 참조 와이어를 사용할 수 있습니다. 풀 듀플렉스 작동이 필요한 경우 4와이어 케이블도 사용할 수 있습니다. 케이블은 차폐 또는 비차폐일 수 있으며, 비차폐가 가장 일반적입니다. 케이블은 전송 라인으로 사용됩니다. 공칭 특성 임피던스는 100 또는 120Ω입니다. 종단 부하 저항은 데이터 오류를 유발하는 반사를 방지하는 일치하는 라인 조건을 보장하기 위해 필요합니다.

 

표준은 특정 커넥터를 정의하지 않습니다. RS-232 DE-9 커넥터를 포함한 다양한 연결 방법이 사용되었습니다. 일부 유형의 산업용 제어 장비에서 간단한 나사 단자 연결은 일반적입니다.

 

케이블 길이는 상위 데이터 전송 속도를 정의합니다. 그러나 낮은 논리 전압 레벨과 차동 연결로 인해 데이터 전송 속도는 케이블 길이에 따라 10Mbits/s를 초과할 수 있습니다. 최대 케이블 길이는 일반적으로 1200m 또는 약 4000피트로 정의됩니다. 4000피트에서 일반적인 최대 데이터 전송 속도는 100kbits/s입니다. 일반적인 지침은 미터 단위의 회선 길이와 초당 비트 단위의 데이터 전송 속도의 곱이 108을 초과해서는 안 된다는 것입니다. 예를 들어 20m 케이블은 최대 5Mbits/s의 데이터 전송 속도를 허용합니다.

 

RS-485 인터페이스는 싱글 페어 케이블로 심플렉스 또는 하프 듀플렉스 모드에서 사용할 수 있습니다. 풀 듀플렉스 또는 동시 송수신 작업은 2페어 케이블로 구현할 수 있습니다. 일반적인 구성은 여러 개의 드롭 또는 연결이 있는 버스 네트워크입니다. 이 표준은 최대 32개의 드라이버(송신기)와 32개의 수신기를 지정합니다(그림 5). 라인 드라이버는 전송하지 않을 때 라인에서 분리됩니다. 모든 수신기는 완전히 연결되고 버스 라인은 부하 매칭 저항을 이용하여 종단됩니다.

 

표준은 특정 통신 프로토콜을 정의하지 않았습니다. 표준 UART 프로토콜이 때때로 사용됩니다. 대부분의 애플리케이션은 고유한 프로토콜을 정의합니다.

그림5. RS-485 차등버스

 

Interface Variations

이 두 표준의 여러 변형이 실제로 가끔 발견됩니다. RS-422는 유사한 사양을 가진 RS-485의 변형이지만 하나의 드라이버와 최대 10개의 수신기에만 설계되었습니다. 논리 레벨은 ±2~±6V입니다. RS-423은 RS-422의 차동 변형이 아닌 단일 종단 변형입니다. 그 외에 다른 사양은 RS-485 인터페이스와 유사합니다.

 

Applications

TIA-232 표준은 현재 광범위한 저데이터 전송 속도 단거리 애플리케이션에 적용됩니다. 공장, 공정 제어 플랜트, 유틸리티 사이트와 같이 소음이 많은 환경에서 사용되는 장비에서 특히 효과적입니다. 케이블 길이는 일반적으로 50피트 미만입니다. 일반적인 장비에는 저속 모뎀, PLC(프로그래밍 가능 논리 컨트롤러)와 같은 산업용 제어 장비, CNC(컴퓨터 수치 제어) 공작 기계, 로봇, 임베디드 제어 컴퓨터, 의료 기기 및 장비, 임베디드 컨트롤러 개발 시스템이 포함됩니다.

 

TIA-485 인터페이스는 더 높은 속도와 더 긴 거리가 필요한 산업용 애플리케이션에서도 널리 사용됩니다. RS-232 인터페이스에 대해 정의된 것과 동일한 유형의 장비와 POS(Point of Sale) 단말기, 계측기, 대형 특수 자동화 기계와 같은 장치에서 사용됩니다. Profibus 및 Modbus와 같은 필드 버스로 정의된 네트워크도 이를 사용합니다.

 

대부분의 새로운 장비는 범용 USB 인터페이스를 사용합니다. 그러나 서로 다른 유형이나 오래된 장비를 함께 사용할 수 있도록 한 인터페이스에서 다른 인터페이스로 변환하는 것이 종종 필요하거나 바람직합니다. USB를 TIA-232 또는 TIA-485, TIA-232를 TIA 485로 변환하거나 그 반대로 변환하는 다양한 변환기가 제공됩니다.

 

Summary

일반적으로 RS-232는 단거리 저속 요구 사항에 가장 적합합니다. 간단하고 저렴하며 라인 드라이버 및 수신기, UART 및 커넥터와 같은 다양한 구성 요소를 사용하여 인터페이스를 구축할 수 있습니다. 일부 드라이버는 짧은 회선의 경우 데이터 속도를 2 또는 3Mbits/s로 허용합니다. 대부분의 인터페이스 칩에는 양전하 및 음전하 공급 전압을 공급하는 전하 펌프 DC-DC 컨버터가 포함되어 있어 IC가 단일 3.3V 또는 5V 공급에서 작동할 수 있습니다.

 

RS-485는 더 긴 범위에서 더 높은 속도를 제공하거나 듀플렉스 네트워킹 기능이 필요한 경우에 사용됩니다. 다시 말하지만, 인터페이스를 만드는 데 사용할 수 있는 표준 부품이 많이 있습니다. IC에는 32개 이상의 드롭을 허용할 수 있는 드라이버와 수신기가 있으며, 데이터 속도는 최대 40Mbits/s까지 가능합니다. 일부 IC에는 이중 공급 전압을 제공하기 위한 DC-DC 컨버터도 포함되어 있습니다(표 참조).

 

 

[원문]

What’s The Difference Between The RS-232 And RS-485 Serial Interfaces?

 Dozens of serial data interfaces are used today. Most have been developed for specific applications. A few have become universal, such as I2C, CAN, LIN, SPI, Flex, MOST, and I2S. Then there’s Ethernet and USB and other higher-speed serial interfaces like FireWire, HDMI, and Thunderbolt. Two of the oldest interfaces are RS-232 and RS-485. These legacy interfaces aren’t obsolete or discontinued, though. Both are still alive and well in many applications.

The whole purpose of a serial interface is to provide a single path for data transmission wirelessly or over a cable. Parallel buses are still used in some applications. But with high-speed data so common today, a serial interface is the only practical option for communications over any distance greater than several feet.

Serial interfaces can be used to provide standardized logic levels from transmitters to receivers, define the transmission medium and connectors, and specify timing and data rates. In some cases, they can perform serial-to-parallel and parallel-to-serial conversion or specify a basic data protocol.

The definition of logic levels, medium, and connectors is part of the physical layer (PHY) or layer 1 of the Open Systems Interconnection (OSI) networking model. Any additional functions such as data handling is part of the media access control (MAC) layer or layer 2 of the OSI model.

RS-232

One of the oldest serial interfaces is generically called RS-232. It was originally established in 1962 as a method of connecting data terminal equipment (DTE) such as electromechanical teletypewriters to data communications equipment (DCE). Over the years its use has included connections to video terminals, computers, and modems. The first personal computers included an RS-232 called a serial port for connection to a printer or other peripheral device. Today, it is still widely used in embedded computer development systems, scientific instruments, and all sorts of industrial control equipment.

1. Voltage levels define the logic 1 or mark and the logic 0 or space characters. Voltages between ±3 V are invalid.

The official name of the standard is Electronic Industries Association/Telecommunications Industries Association EIA/TIA-232-F. The letter F designates the most recent standard modification and update. The standard is essentially the same as the International Telecommunications Union – Telecommunications (ITU-T) specifications V.24 and V.28.

The standard defines a logic 1 and a voltage between –3 and –25 V and a logic 0 as a voltage level between +3 and + 25 V (Fig. 1). Signal levels are commonly referred to as a mark for logic 1 and a space for logic 0. Voltages between ±3 V are invalid, providing a huge noise margin for the interface. Noise voltages in this range are rejected. In common practice, logic 0 and 1 levels are typically as low as ±5 V and as high as ±12 or ±15 V. The transmitter and receiver configurations are single-ended (not differential) with a ground reference.

The cable medium can be simple parallel wires or twisted pair. The length of the cable determines the upper data rate and generally should not exceed 50 feet. However, much longer cable lengths can be used with low data rate conditions. Today the primary goal is to use a cable with no more than 2500 pF of capacitance between wires. This limits the upper data rate to roughly 20 kbits/s. Because of the low-speed data rates used with this interface, the cable generally isn’t treated as a formal transmission line. Transmission lines require matched generator and load impedances to eliminate reflections that cause data corruption.

The standard defined a 25-pin connector called the DB-25, which was designed to carry a variety of control lines as well as the serial data transmit and receive lines. Such connectors are rarely used today. Instead, a nine-pin connector called the DE-9 was defined, and today it is the de facto standard (Fig. 2).

Originally, data rates for electromechanical equipment were very slow. A minimum rate was typically 75 bits/s, but rates of 150 and 300 bits/s were common. Today, data rates are defined by the protocol used with the interface and can range as high as 115.2 kbits/s. Typical data rates are 1200, 2400, 4800, 9600, 19,200, 38,400, and 115,200 bits/s. The data rate is limited by the maximum allowed slew rate of 30 V/μs (volts per microsecond). For short low-capacitance cables, data rates can be as high as several megabits per second with the appropriate drivers

 

Many RS-232 connections are one-way or simplex. However, using the special signaling and control voltages available, two-way or half-duplex operation is possible. The two connected devices alternate transmitting and receiving operations.

The control signals in the interface define the protocol for transmitting and receiving data. These signals tell the two communicating devices when they are busy, transmitting, ready, and receiving. The transmitting device is the DTE such as a computer, and the receiving device is the DCE such as a printer. The control signals used on the common nine-pin connector are:

• Data carrier detect (DCD): The DCE tells the DTE it is receiving a valid input signal.

• Data set ready (DSR): The DCE tells the DTE it is connected and ready to receive.

• Received data (RD): This is the actual signal received from the DTE.

• Request to send (RTS): This signal from the DTE tells the DCE it is ready to transmit.

• Transmit data (TD): This is the transmitted signal from the DTE.

• Clear to send (CTS): This line from the DCE tells the DTE it is ready to receive data.

• Data terminal ready (DTR): This line is from the DTE to the DCE indicating readiness to send or receive data.

• Ring indicator (RI): This line was used in older modem connections but isn’t used anymore.

• Signal ground: This is the common ground connection for all signals.

Figure 3 shows the cable connections from the DTE to the DCE. Note the interconnections between the control line pins. The signals on these pins occur in response to one another in what is called a flow control or “handshaking” process.

 

3. This is a common connection between the DTE and the DCE devices.

Although not formally part of the RS-232 standard, most serial devices using the interface also use what is called a universal asynchronous receiver transmitter (UART). This IC, usually separate from the line driver and receiver circuits, implements a basic communications protocol that involves transmitting up to 8 bits at a time. It performs serial-to-parallel and parallel-to-serial conversion, adding start and stop bits to signal the beginning and end of a data word, parity bit error detection, and establishment of the data rate.

The data is often ASCII characters, but any data word up to 8 bits can be transmitted (Fig. 4). The UART can usually be configured to handle different word sizes (5 to 8 bits), add 1, 1.5, or 2 stop bits, and include odd, even, or no parity bits. Data rates from 75 bits/s to 115.2 kbits/s are selectable.

 

4. This is the EIA/TIA-232 signal for transmitting a 7-bit ASCII capital letter J.

RS-485

Also defined by the EIA/TIA standard, this interface is now called TIA-485. It defines not only a single device-to-device interface but also a communications bus that can be used to form simple networks of multiple devices. Its configuration and specifications also extend the range and data rate beyond the RS-232 interface capabilities.

The RS-485 standard specifies differential signaling on two lines rather than single-ended with a voltage referenced to ground. A logic 1 is a level greater than –200 mV, and a logic 0 is a level greater than +200 mV. Typical line voltage levels from the line drivers are a minimum of ±1.5 V to a maximum of about ±6 V. Receiver input sensitivity is ±200 mV. Noise in the range of ±200 mV is essentially blocked. The differential format produces effective common-mode noise cancellation.

The standard transmission medium is twisted-pair cable of either #22 or #24 AWG solid wire. Two lines are minimum but a third reference wire can be used. Four-wire cables can also be used if full-duplex operation is desired. The cables may be shielded or unshielded, with unshielded the most common. The cable is treated as a transmission line. The nominal characteristic impedance is 100 or 120 Ω. Terminating load resistors are required to ensure a matched line condition, which prevents reflections that introduce data errors.

The standard does not define specific connectors. Various connection methods have been used, including the RS-232 DE-9 connector. Simple screw terminal connections are common in some types of industrial control equipment.

Cable length defines the upper data rate. But because of the lower logic voltage levels and the differential connection, data rates can exceed 10 Mbits/s depending on cable length. Maximum cable length is commonly defined as 1200 meters or about 4000 feet. The typical maximum data rate at 4000 feet is 100 kbits/s. A general guideline is that the product of the length of the line in meters and the data rate in bits per second should not exceed 108. A 20-meter cable, for example, would allow a maximum data rate of 5 Mbits/s.

The RS-485 interface can be used in simplex of half-duplex modes with a single-pair cable. Full-duplex or simultaneous transmit and receive operations can be implemented with a two-pair cable. A common configuration is bus network with multiple drops or connections. The standard specifies a maximum of 32 drivers (transmitters) and 32 receivers (Fig. 5). Line drivers are disconnected from the line when not transmitting. All receivers are fully connected, and the bus line is terminated in a load matching resistance.

The standard has not defined a specific communications protocol. The standard UART protocol is sometimes used. Most applications define a unique protocol.

5. This is a representation of a typical TIA-485 differential bus showing individual drivers (D) and receivers(R) as well as transceivers.

Interface Variations

Several variations of these two standards are occasionally found in practice. RS-422 is a variation of RS-485 with similar specifications but is designed only for one driver and up to 10 receivers. Logic levels range from ±2 to ±6 V. RS-423 is a single-ended rather than differential variation of RS-422. Otherwise, other specifications are similar to the RS-485 interface.

Applications

The TIA-232 standard is currently deployed in a wide range of low-data-rate short-range applications. It is particularly effective in equipment used in noisy environments such as factories, process control plants ,and utilities sites. Cable lengths are typically less than 50 feet. Common equipment includes low-speed modems, industrial control equipment like programmable logic controllers (PLCs), computer numerically controlled (CNC) machine tools, robots, embedded control computers, medical instruments and equipment, and embedded controller development systems.

The TIA-485 interface is also widely used in industrial applications where higher speeds and longer distances are needed. It is used in the same type of equipment as defined for the RS-232 interface plus devices like point of sale (POS) terminals, metering instruments, and large special automated machines. Networks defined by field buses like Profibus and Modbus use it as well.

Most new equipment uses the popular USB interface. However, it is often necessary or desirable to convert from one interface to another to allow different types or ages of equipment to be used together. Various converters are available to convert USB to TIA-232 or TIA-485, TIA-232 to TIA 485, or vice versa.

Summary

In general, the RS-232 is best for short-distance low-speed requirements. It is simple and low cost, and plenty of components like line drivers and receivers, UARTs, and connectors are available to build the interface. Some drivers permit data rates to 2 or 3 Mbits/s for short lines. Most interface chips include a charge pump dc-dc converter that supplies the positive and negative supply voltages allowing the IC to operate from a single 3.3- or 5-V supply.

The RS-485 is for higher speeds over longer ranges or if duplex networking capability is required. Again, many standard parts are available to create the interface. ICs have drivers and receivers that can permit more than 32 drops, and data rates can be as high as 40Mbits/s. Some ICs also include dc-dc converters to furnish dual supply voltages (see the table).