RS232 RS485 串口 電平標準

后來(lái)IBM的PC機將RS232簡(jiǎn)化成了DB-9連接器，從而成為事實(shí)標準。而工業(yè)控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線(xiàn)。

EIA-RS-232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線(xiàn)功能都作了規定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V邏輯0(SPACE)=+3～+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線(xiàn)上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V～+15V信號無(wú)效（斷開(kāi)，OFF狀態(tài)，負電壓）=-3V～-15V以上規定說(shuō)明了RS-232C標準對邏輯電平的定義。對于數據（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平高于+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開(kāi)狀態(tài)（OFF）即信號無(wú)效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)，介于-3～+3V之間的電壓無(wú)意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應保證電平在-3V～-15V或+3V～+15V之間。

25芯

1 屏蔽地線(xiàn)2 發(fā)送數據 TXD3 接收數據 RXD4 發(fā)送請求RTS5 發(fā)送清除 CTS6 數據準備好 DSR7 信號地 SG8 載波檢測 DCD9 發(fā)送返回（+)10 未定義11 數據發(fā)送（-)12~17 未定義18 數據接收（+)19 未定義20數據終端準備好 DTR21 未定義22 振鈴 RI23~24 未定義25 接收返回（-)

針腳 信號 定義 作用

1 DCD 載波檢測 Received Line Signal Detector(Data Carrier Detect)

2 RXD 接收數據 Received Data

3 TXD 發(fā)送數據 Transmit Data

4 DTR 數據終端準備好 Data Terminal Ready

5 SGND 信號地 Signal Ground

6 DSR 數據準備好 Data Set Ready

7 RTS 請求發(fā)送 Request To Send

8 CTS 清除發(fā)送 Clear To Send

9 RI 振鈴提示 Ring Indicator

缺點(diǎn)（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps；因此在CPLD開(kāi)發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個(gè)原因。（3）接口使用一根信號線(xiàn)和一根信號返回線(xiàn)而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。

注：51單片機的串口是全雙工的，并不是說(shuō)在單向傳輸的時(shí)候，一根傳數據另一根傳時(shí)鐘。

RS485通訊接口

RS485采用差分信號負邏輯，+2V～+6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制兩種接線(xiàn)，四線(xiàn)制是全雙工通訊方式，兩線(xiàn)制是半雙工通訊方式。

RS485和RS232一樣都是基于串口的通訊接口，數據收發(fā)的操作是一致的，但是它們在實(shí)際應用中通訊模式卻有著(zhù)很大的區別，RS232接口為全雙工數據通訊模式，而RS485接口為半雙工數據通訊模式，數據的收發(fā)不能同時(shí)進(jìn)行，為了保證數據收發(fā)的不沖突，硬件上是通過(guò)方向切換來(lái)實(shí)現的，相應也要求軟件上必須將收發(fā)的過(guò)程嚴格地分開(kāi)。

由于PC機默認的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機的RS485電路：

（1）通過(guò)RS232/RS485轉換電路將PC機串口RS232信號轉換成RS485信號，對于情況比較復雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。

（2）通過(guò)PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS485類(lèi)型的擴展卡。

RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般是兩線(xiàn)制（以前有四線(xiàn)制接法，只能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現很少采用），多采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。這種接線(xiàn)方式為總線(xiàn)式拓撲結構在同一總線(xiàn)上最多可以?huà)旖?2個(gè)結點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò )中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機帶多個(gè)從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS485采用DB-9（針）。

RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實(shí)際上可達1219米，另外RS-232接口在總線(xiàn)上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線(xiàn)上是允許連接多達128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶(hù)可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網(wǎng)絡(luò )。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般只需二根連線(xiàn)（一般叫AB線(xiàn)），所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。

　Uart這里指的是TTL電平的串口；RS232指的是RS232電平的串口。

　　TTL電平是3.3V的，而RS232是負邏輯電平，它定義+5~+12V為低電平，而-12~-5V為高電平。

　　Uart串口的RXD、TXD等一般直接與處理器芯片的引腳相連，而RS232串口的RXD、TXD等一般需要經(jīng)過(guò)電平轉換(通常由Max232等芯片進(jìn)行電平轉換)才能接到處理器芯片的引腳上，否則這么高的電壓很可能會(huì )把芯片燒壞。

　　我們平時(shí)所用的電腦的串口就是RS232的，當我們在做電路工作時(shí)，應該注意下外設的串口是Uart類(lèi)型的還是RS232類(lèi)型的，如果不匹配，應當找個(gè)轉換線(xiàn)(通常這根轉換線(xiàn)內有塊類(lèi)似于Max232的芯片做電平轉換工作的)，可不能盲目地將兩串口相連。

串行接口

串行接口簡(jiǎn)稱(chēng)串口，也稱(chēng)串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的擴展接口。

總述

串口通信的兩種最基本的方式：同步串行通信方式和異步串行通信方式。同步串行是指SPI（Serial Peripheral interface）的縮寫(xiě)，顧名思義就是串行外圍設備接口。SPI總線(xiàn)系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息，TRM450是SPI接口。異步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用異步接收/發(fā)送。UART是一個(gè)并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成在主板上。UART包含TTL電平的串口和RS232電平的串口。 TTL電平是3.3V的，而RS232是負邏輯電平，它定義+5~+12V為低電平，而-12~-5V為高電平。串行接口按電氣標準及協(xié)議來(lái)分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。電平標準

數字信號的標準

現在常用的電平標準有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，還有一些速度比較高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面簡(jiǎn)單介紹一下各自的供電電源、電平標準以及使用注意事項。

一、TTL電平

TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示采用二進(jìn)制規定，+5V等價(jià)于邏輯"1"，0V等價(jià)于邏輯"0"，這被稱(chēng)做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統，這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的標準技術(shù)。TTL集成電路的全名是晶體管-晶體管邏輯集成電路（Transistor-Transistor Logic),

Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。

因為2.4V與5V之間還有很大空閑，對改善噪聲容限并沒(méi)什么好處，又會(huì )白白增大系統功耗，還會(huì )影響速度。所以后來(lái)就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。 LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低電壓的LVTTL(Low Voltage TTL)。

3.3V LVTTL： Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。

2.5V LVTTL： Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。

TTL使用注意：TTL電平一般過(guò)沖都會(huì )比較嚴重，可能在始端串22歐或33歐電阻；

TTL電平輸入腳懸空時(shí)是內部認為是高電平。要下拉的話(huà)應用1k以下電阻下拉。

TTL電平長(cháng)距離傳輸不了，抗干擾不行，衰減也大。

長(cháng)距離傳輸過(guò)程只能用RS232電平或者485電平，后者更遠，在發(fā)送部分將TTL轉換后，傳輸，接收部分再將傳輸電平轉換為T(mén)TL電平。

TTL作為邏輯電平很好，但是長(cháng)距離傳輸確實(shí)能力有限。