串口通信

串口是指一种物理接口（硬件实体）。它一般有9针和25针的，即DB9和DB25。以针引出来的叫公头，孔引出来的叫母头，一起来看看RS232,RS422,RS485的特点与区别。

串口通信

• RS232
  • recommend standard,232为标识号
    • 不平衡传输串口通信接口标准。它是一种点对点的异步串行通信传输方式，只适用于一对收发设备
  • 通信方式
    • 全双工
  • 电气特性
    • 逻辑1：-3V～-15V
    • 逻辑0：+3～＋15V
  • 特点
    • 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片
    • 与TTL电平不兼容，故需使用电平转换电路方可与TTL电路连接
    • 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps左右
    • 接口使用两根线共地传输，易产生共模干扰，故抗噪声干扰差
    • 传输距离有限，最大传输距离15米左右
  • 应用
    • RS232接口一般是DB9类型的接口，目前只用TXD,RXD,GND,其余的引脚不用管。 目前在板卡设计上，RS232用的较少
• RS422
  • 全名平衡数字电压数字接口电路的电气特性
    • 它是差分传输，有四根信号线，可实现多个主从传输
  • 通信方式
    • 全双工
  • 电气特性
    • 发送端
      • 逻辑1：AB电压差为+2V～+6V
      • 逻辑0：AB电压差为-2～-6V
    • 接收端
      • 逻辑1：A-B>200mV
      • 逻辑0：A-B<-200mV
  • 特点
    • RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s
    • 高输入阻抗，驱动能力强，可连接多个节点
    • 电平低，可与TTL兼容
  • 应用
    • 上位机按照通信协议，将发送的数据通过通信控制模块发送到 RS-422 通信单元。然后进入等待，确认回复信息
    • RS-422通信单元接收到上位的命令后，将命令内容存储到缓存内
    • 在条件允许时，按照通信协议对命令帧进行解析，得到实际应发送的数据及波特率。同时，RS-422 通信单元将向上位返回确认信息，即确认帧表示接收正常
• RS485
  • RS485是在RS422基础上衍生的，它也是差分传输，相比RS422，可挂接更多设备
  • 通信方式
    • 半双工
  • 电气特性
    • 发送端
      • 逻辑1：AB间电压差+2V～+6V
      • 逻辑0：AB间电压差-2～-6V
    • 接收端
      • 逻辑1：A-B>200mV
      • 逻辑0：A-B<-200mV
    • 特点
      • 其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s
      • 需要2个终端电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗，一般取值为120Ω，短距离或低速时（大约300m），可不使用
      • 允许最多并联32台驱动器和32台接收器
      • 相对于RS422, 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
    • 应用
      • RS485也是采用差分传输方式，但是只用了两根双绞线
• 区别
  • RS422用于不同站通信，不能用于总线网；RS485用于总线通信
  • RS485能满足RS422所有参数，反之不成立
  • RS485的共模电压的输出范围是-7V和+12V之间，RS-422仅有±7V，这表明RS422可承受的电压范围更小，其电路更易被损坏
  • RS-422串行接收器的最小输入电阻是4KΩ，而RS-485则是12KΩ，所以驱动能力更强
  • RS-422是全双工，RS-485是半双工
• 传输过程影响因素
  • 信号反射
    • 在通信过程中，有两种信号因素导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。这就是RS422/RS485要加终端电阻的原因
  • 信号衰减
    • 传输的电缆存在分布电容和分布电感，传到终端时信号时会被LC低通滤波器滤掉，导致衰减
  • 负载
    • 带负载数越多，信号能传输的距离就越小，因为负载越大，线路损耗越多，所以能传的距离越短
  • 分布电容
    • 分布电容除了会对信号造成衰减外，还会导致数据接收错误
• 通信接口的作用
  • 实现数据格式化，异步通信方式下，自动生成起止式的帧数据格式。在同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符
  • 实现串并转化。计算机处理数据是并行数据
  • 控制传输速率
  • 错误检测
  • 电平转换
• 接口标准
  • 串口通信接口标准，是一种用来进行串行通信的物理接口标准，它只表征电气特性，而不涉及到接插件，电缆和协议等
  • TTL电平：晶体管晶体管逻辑电平
    • 输出：高电平>=2.4V，低电平<=0.4V
    • 输入：高电平>=2.0V，低电平<=0.8V
  • CMOS电平:mos电平
    • 输出：高电平=Vcc，低电平=GND
    • 输入：高电平>=0.7Vcc，低电平<=0.2Vcc
  • CMOS电路可直接驱动TTL电路，TTL不可以直接驱动CMOS，一般得接上拉电阻
• 串口
  • 它是指一种物理接口（硬件实体）。它一般有9针和25针的，即DB9和DB25。以针引出来的叫公头，孔引出来的叫母头
  • 端口号
    • 指的是COM1,COM2，COM3等，查看计算机端口属性，一个COM，包括256个端口号，你可以扩展COM增加端口号
  • 波特率
    • 指的是每秒传的码元（脉冲）数，一个码元可以包含多个bit
  • 数据位
    • 根据串口协议，在数据传输时包括的有效数据的位数，一般有4-8位
  • 奇偶校验
    • 一种检错方式，确保传输的数据是奇数或者偶数。包括奇校验和偶校验。在发送端传数据时，当为奇校验时，数据位里1的个数为奇数，则校验位为0，否则为1，偶校验同理
  • 停止位
    • 串口协议中，包括一个起始位，0-7位数据位，一个校验位，和一个停止位。数据传完的标志是发送完停止位