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串口、COM、UART、TTL、RS-232、RS-485、RS-422、USB口详解

时间:2020-03-25  15:42:10  来源: 轩展科技  浏览数: 19

首先,串口、UART口、COM口、USB口是指的物理接口形式(硬件)。而TTLRS-232RS-485RS422是指电平标准(电信号)


串口:串口是一个泛称,UARTTTLRS232RS485RS422都遵循类似的通信时序协议,因此都被通称为串口。

 

UART接口:又叫通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)UART是串口收发的逻辑电路,这部分可以独立成芯片,也可以作为模块嵌入到其他芯片里,单片机、SOCPC里都会有UART模块。

 

COM口:特指台式计算机或一些电子设备上的D-SUB-9外形(一种连接器结构,VGA接口的连接器也是D-SUB)的串行通信口,应用了串口通信时序和RS232的逻辑电平。

 

USB口:通用串行总线,和串口完全是两个概念。虽然也是串行方式通信,但由于USB的通信时序和信号电平都和串口完全不同,因此和串口没有任何关系。USB是高速的通信接口,用于PC连接各种外设,U盘、键鼠、移动硬盘、当然也包括“USB转串口的模块。(USB转串口模块,就是USB接口的UART模块)

 

TTLRS232RS485,RS422都是一种逻辑电平的表示方式

 

TTLTTL指双极型三极管逻辑电路,市面上很多“USBTTL”模块,实际上是“USBTTL电平的串口模块。这种信号0对应0V1对应3.3V或者5V。与单片机、SOCIO电平兼容。不过实际也不一定是TTL电平,因为现在大部分数字逻辑都是CMOS工艺做的,只是沿用了TTL的说法。我们进行串口通信的时候从单片机直接出来的基本是都是 TTL 电平。


TTL电平:全双工(逻辑1: 2.4V--5V 逻辑0: 0V--0.5V)

1、硬件框图如下,TTL用于两个MCU间通信

TTL用于两个MCU间通信

1、‘0’‘1’表示



RS232:是电子工业协会(Electronic Industries AssociationEIA) 制定的异步传输标准接口,同时对应着电平标准和通信协议(时序),其电平标准:+3V+15V对应0-3V-15V对应1RS232 的逻辑电平和TTL 不一样但是协议一样。RS-232电平:全双工(逻辑1-15V--5V 逻辑0+3V--+15V)


1、硬件框图如下,TTL用于MCUPC机之间通信


‘0’‘1’表示



RS485RS485是一种串口接口标准,为了长距离传输采用差分方式传输,传输的是差分信号,抗干扰能力比RS232强很多。两线压差为-(2~6)V表示0,两线压差为+(2~6)V表示1

RS-485:半双工、(逻辑1+2V--+6V 逻辑0-6V---2V)这里的电平指AB 两线间的电压差。


1、硬件框图如下


2‘0’‘1’表示



RS422RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线,共5根线。RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。


RS-422的电气性能与RS-485完全一样。主要的区别在于:RS-4224根信号线:两根发送(YZ)、两根接收(AB)。由于RS-422的收与发是分开的所以可以同时收和发(全双工);RS-4852根信号线:发送和接收。




COM口即串行通讯端口,简称串口。这里区别于USB通用串行总线和硬盘的“SATA”一般我们见到的是两种物理标准。D型9针插头,和 4针杜邦头两种。这是常见的4针串口,在电路板上常见,经常上边还带有杜邦插针。还有时候有第五根针,3.3V电源端。由于是预留在电路板上的,协议可以有很多种,要看具体设备。



嵌入式里面说的串口,一般是指UART口,但是我们经常搞不清楚它和COM口的区别, 以及RS232, TTL等关系, 实际上UART,COM指的物理接口形式(硬件), TTLRS-232是指的电平标准(电信号).

UART4pin(VCC, GND, RX, TX), 用的TTL电平, 低电平为0(0V),高电平为1(3.3V或以上)



下面这个就是D型9针串口(通俗说法)。在老式台式电脑和工控机后边都可以看到。记住,这种接口的协议只有两种:RS-232RS-485。不会是TTL电平的(除非特殊应用)。我们一般只接出RXD TXD两针,外加GND



下图是个USBTTL串口的小板,可以用USB扩展出一个串口。网上经常混淆各种串口,但是这个确实是可以给STC单片机下载程序的。

这是另一种,CP2102芯片的,也是USBTTL串口。据说比PL2303的好,实际使用中没感觉出来。这个小板就多了+3.3V电源端,以适应不同的目标电路。下图为USBRS-232串口:



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