RS-485 と UART の違いは何ですか?

導入

世界は日々ますますつながりを強めており、デバイス間の信頼性の高い通信プロトコルの必要性が高まっています。RS-485 と UART はシリアル通信に広く使用されている 2 つのプロトコルですが、これらの主な違いは何でしょうか。この記事では、各プロトコルのニュアンスと、それらの違いについて説明します。

RS-485 対 UART: 通信

RS{{0}} と UART の主な違いの 1 つは、デバイス間の通信の処理方法です。RS-485 はバスベースのプロトコルであり、複数のデバイスが同じ通信回線を共有できます。これは、電圧レベルが 0 と 1 の論理状態を表す差動信号を使用して実現されます。他のプロトコルとは異なり、RS-485 は半​​二重通信を使用します。つまり、一度に通信できるデバイスは 1 つだけです。

対照的に、UART はポイントツーポイント通信モデルを使用します。つまり、一度に通信できるのは 2 つのデバイスのみであり、1 つのデバイスが送信側として機能し、もう 1 つのデバイスが受信側として機能します。UART はシングルエンド信号方式を使用し、論理状態はさまざまな電圧レベルで表されます。

RS-485 vs UART: 速度

RS-485 と UART のもう 1 つの大きな違いは、データ送信速度です。RS-485 は UART よりも高速なデータ通信が可能で、最大 4000 フィートの距離で最大 100 kbps の速度が可能です。ただし、RS-485 のデータ速度の制限は、半二重通信を使用していることに起因します。

UART は一般に RS-485 よりも遅く、最大速度は約 1 Mbps です。ただし、UART は短距離では信頼性が高く、単一のデバイス内または短距離での通信を簡単にサポートできます。

RS-485 vs UART: ハードウェア

RS-485 と UART を実装するためのハードウェア要件は大きく異なります。RS-485 の場合、通信回線とのインターフェースにはトランシーバー回路が必要です。トランシーバー チップは、マイクロコントローラから信号を受信し、その信号を差動信号に変換して通信回線経由で送信することで動作します。RS-485 トランシーバーには、適切な通信に必要なバス終端や方向制御などの機能もあります。

一方、UART では、データの送信用と受信用のピン 1 本を含む、いくつかのシンプルなハードウェア接続のみが必要です。UART はシンプルなため、多くの DIY 愛好家や愛好家に人気があります。

RS-485 vs UART: ノイズ耐性

RS-485 の主な利点の 1 つは、ノイズ耐性です。RS-485 で使用される差動信号は、電磁干渉に対する耐性が非常に高く、産業環境やその他のノイズの多い環境での使用に最適です。ほとんどの RS-485 トランシーバーに搭載されているバス終端機能により、プロトコルは信号劣化なしに長距離で動作できます。

対照的に、UART はノイズに対する耐性が低く、長距離の場合や電磁干渉がある場合には信号劣化が発生する可能性があります。

RS-485 vs UART: コスト

コストの面では、UART はハードウェア要件が簡単なため、通常は RS-485 よりも安価です。ただし、いずれかのプロトコルを実装する総コストは、アプリケーションとシステムの複雑さによって異なります。

RS-485 vs UART: 結論

要約すると、RS-485 と UART は、それぞれ異なるアプリケーションに適した独自の機能を備えた 2 つの異なるプロトコルです。RS-485 は、長距離またはノイズの多い環境での信頼性の高い通信に最適なバスベースのプロトコルです。これとは対照的に、UART は 2 つのデバイス間の短距離通信に最適です。

プロトコルの選択は、特定のアプリケーションに大きく依存します。長距離での信頼性の高い通信と高いノイズ耐性が必要な場合は、RS-485 が最適です。短距離内の 2 つのデバイス間の通信を確立する必要がある場合は、UART が理想的です。最終的には、テクノロジが進化し続けるにつれて、さまざまなアプリケーションの特定のニーズに対応することを目的とした RS-485 や UART などのプロトコルがさらに増える可能性があります。