串口通訊概述

串口通訊是指數(shù)據(jù)按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)的一種傳輸方式。一個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸要分為8次進(jìn)行，由低位到高位按順序一位一位的進(jìn)行傳送。
由于串行通信的數(shù)據(jù)是逐位傳輸?shù)?，所以發(fā)送方和接收方都需要具有固定的時間間隔來發(fā)送/接收每一位，也就是要保證通訊雙方具有相同的波特率即每秒傳輸?shù)腷it數(shù)量。（常見的波特率9600/115200）。
對于串口來說，單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)點(diǎn)二進(jìn)制位數(shù)為1，所以波特率=比特率。
我們常見的UART，RS232，RS485/RS422都是串口通訊，都遵循串口通信時序協(xié)議。

串口通訊傳輸數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)

• 起始位：是表示傳輸開始的位，通常為發(fā)送1位邏輯0，開始傳輸數(shù)據(jù)。

• 數(shù)據(jù)位：可以是5~8位的數(shù)據(jù)，先發(fā)LSB。常見的就是8位（1個字節(jié)）。

• 校驗(yàn)位：用于奇偶校驗(yàn)的位。用于檢測錯誤。它可以采用以下值：

   		偶校驗(yàn)，消息中的單元數(shù)是偶數(shù)
   		奇校數(shù)，消息中的單元數(shù)為奇數(shù)
   		始終為 1，奇偶校驗(yàn)位始終為 1
   		始終為 0，奇偶校驗(yàn)位始終為 0
   		未使用（無）
  

• 停止位：停止位是數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的標(biāo)志，可以是1/1.5/2位的邏輯1。

• 空閑位：空閑位是緊跟停止位之后的，在停止位保持到邏輯1時，空閑時數(shù)據(jù)線為邏輯1狀態(tài)，代表無數(shù)據(jù)傳輸。

UART

UART（通用異步收發(fā)器） 是串行異步通訊總線。通常處理器都會集成UART控制器，它由兩條數(shù)據(jù)線構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)全雙工的發(fā)送和接收。但UART通訊沒有統(tǒng)一的電氣接口，抗干擾能力比較差，通訊的距離特別短。

UART的硬件連接僅需要3條線。發(fā)送數(shù)據(jù)端TX，要接接收設(shè)備的RX，發(fā)送數(shù)據(jù)端RX，要接接收設(shè)備的TX，GND是保證兩設(shè)備共地，有統(tǒng)一的參考平面 。

RS232

RS-232 和UART一樣，也是點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。接口工作在全雙工模式。區(qū)別是在電氣層做的改變，RS-232 提升了邏輯傳輸?shù)碾妷?。定義了硬件接口標(biāo)準(zhǔn)。因此，RS-232在速度9600 bps下，通訊距離通常在 15 米左右。在最短距離下，速度通常為 115.2 kbps。
用于 RS-232 的 DB9 連接器的引腳排列

我們在使用RS-232 接口的時候通常使用 TxD、RxD 和 GND 地線,其余線是用于控制數(shù)據(jù)流的。

我們使用的CPU會集成UART控制器，但是處理器產(chǎn)生的信號都是TTL電平，因此在使用RS232時候，我們需要在硬件上添加電路對信號電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而軟件代碼則和UART相同。即處理器-RS232電平轉(zhuǎn)換芯片-RS232電平轉(zhuǎn)換芯片-處理器。

RS232相對UART提升了傳輸距離，也有了統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。但是RS232傳輸?shù)慕涌谛盘栯娖诫妷焊撸蚑TL電平不兼容。而且會產(chǎn)生共模干擾，通訊的距離也比較短。

RS485

在工業(yè)上，最常見的接口是 RS-485 ，RS-485 采用多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，允許連接多個接收器和發(fā)射器（有點(diǎn)像IIC）。這樣可以利用單一的RS485 接口方便的建立起一個設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，在 RS-485 網(wǎng)絡(luò)的一個部分中，最多可以有 32 個設(shè)備，但在附加中繼器和信號放大器的幫助下，最多可以有 256 個設(shè)備。但一次只能激活一個發(fā)射器。而上面到UART和RS232的拓?fù)涫屈c(diǎn)對點(diǎn)。

RS-485差分線路由兩個信號組成:
A，對于邏輯1低，對于邏輯0高，
B，對于邏輯1高，對于邏輯0低。

RS-485 有兩種類型：
RS-485 帶 2 個觸點(diǎn)，以半雙工模式運(yùn)行，同一時間只能接收/發(fā)送。

RS-485 帶 4 個觸點(diǎn)，以全雙工模式運(yùn)行，同一時間能接收/發(fā)送。
RS-485 標(biāo)準(zhǔn)沒有特別定義特定類型的連接器，但通常是接線端子或 DB9 連接器。連接器的引腳分配取決于設(shè)備制造商。
為了在遠(yuǎn)距離匹配線路，RS-485 還在線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)配備了 120 歐姆的終端電阻。RS485的通訊距離最大1200 米，9600 bps。
RS232和RS485對比：

RS-422

RS-422 和RS-485很類似。使用的都是差分信號。但是在 RS-422 網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)送設(shè)備只能有 1 個，接收設(shè)備最多可以有 10 個。
RS-422 是 定義4 根線用于數(shù)據(jù)傳輸。（2 根雙絞線用于傳輸，2 根雙絞線用于接收）和一根公共 GND 地線。
RS485和RS422相比較，RS485一般是2線制，雖然有些廠商可能會指定4線制RS485，這種方式比較少見，因此在用四線傳輸?shù)臅r候選擇RS-422 多一些。

RS-232、RS-422和RS-485的主要區(qū)別（重要）

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-606702.html

到了這里，關(guān)于串口通訊UART/RS232/RS485/RS-422筆記的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！