串口通讯接口类型:TTL、RS232和RS485(电平标准)

串口通讯接口类型:TTL、RS232和RS485

在串口通信中,常用的接口类型包括TTL、RS-232和RS-485,TTL、RS-232、RS422、RS-485是指的电平标准(电信号)。

通信协议 规定了数据传输的规则和格式 ,包括数据的起始位、停止位、数据位数、校验位等。通信协议还定义了通信双方之间的通信方式,如主从模式、同步或异步传输等。

电平标准 则规定了信号的电压范围和传输方式 。不同的电平标准使用不同的电压表示逻辑高低,如TTL中使用0V和3.3V或5V,RS-232中使用正负电平,RS-422和RS-485中使用差分信号等。电平标准还定义了信号线的连接方式和传输速率等。

通信协议和电平标准之间的关系 在于,通信协议需要根据电平标准来解析和处理信号确保正确的数据传输和通信的可靠性。通信协议需要了解和遵守所使用的电平标准,以正确地解析接收到的信号和生成发送的信号。同时,电平标准也需要与通信协议相匹配,以确保信号的正确传输和解析。

串口通信

在进行串口通信时,首先要约定好帧格式和波特率,

这是一帧,我们常见的帧格式:一共有10位,它的第一位时起始位,都是以低电平开始,中间的8个是数据位,数据位的内容由用户定义的,正好是一个字节,通过中间这8个数据位不同的排列组合就能代表256种不同的信息,第10位是停止位,都是以高电平结束。当然还有其它的帧格式,比如数据位只有7位或者5位,约定好帧格式,就需要对波特率进行设定了,串口通信常用的波特率为9600、19200、38400、115200.

9600:代表在一秒之内,串口可以传输9600个高低电平,那串口通信的高低电压范围是多少呢?

串口了通讯采用的是TTL逻辑,

其中TTL,即晶体管-晶体管逻辑电平。TTL电平信号规定

电压范围小,这就导致了抗干扰能力差,传输距离短,只在同一板卡内通信。

一般都是在一块电路板上两块芯片之间的通讯,或者芯片和电脑通讯,距离一般都要在一米之内:

为了提升抗干扰能力和通信距离,1970年美国电子工业协会(EIA)定制并发布了RS-232标准,RS-232标准接口(又称EIARS-232)是常用的串行通信接口标准之一。RS-232可用于许多用途

同时也可以接工业仪器仪表

和串口通讯保持一致,串口通讯使用的也是这三根线,串口通讯时全双工通讯,也就是它可以同时进行收发工作。

我们只需要在原来串口通讯的基础上加一个电平转换芯片,例如MAX232,这样它就能把TTL电平转换为RS232电平了

比如我们单片机给MAX232发送的是5V,则它输出12V。

RS232只是改变了电平大小,传输的还是原来的串口的那些0或者1的数据,而且RS232也是全双工通讯,还是我们最开始那一帧串口数据,以下为转换成232之后的样子,它最大的好处就是抗干扰能力增强了,因为它的高低电平相差了近20V。

这样即使某一个信号受到干扰,它的高低电平还有很大的改变余量,所以它的抗干扰能力增强了很多.

就能实现简单的全双工通信。RS232采用负逻辑传送

选用该电气标准的目的在于提高抗干扰能力,增大通信距离。由于接口使用一根信号线和一根共地传输线而构成共地的传输形式,所以抗共模干扰能力差

那为了应对更为严峻的工业环境和更远的距离需求,于是人们制定了RS485标准。RS-485是一种工业控制环境中常用的通讯协议,在1983年由电子工业协会定义。RS485采取了与RS-232完全不同的传输形式,即差分平衡传输。

通讯是在串口通讯的基础上加了一个电平转换芯片,转换芯片可以把输入的串口信号转化成差分信号

差分信号只需要两根线,不需要地线.

比如当信号A大于信号B时,表示逻辑0.反之,逻辑1.

芯片既可以把串口TTL信号转化成差分信号,也可以把差分信号转化单片机能识别的TTL信号.差分信号最大的优势就是抗干扰能力强.

差分平衡传输利用两根信号线(即A和B)的差值来表示逻辑0和逻辑1。

而且它的两跟线采用双绞线形式缠绕在了一起.当突然遇到闪电干扰时,会同时抬高两根信号线的对地电压,但是不会改变两根信号线的压差,因此具有很好的抑制共模干扰功能

因为接收和发送是共用两根信号线,

所以不能够同时收和发,只能半双工通信。RS-485是点对多通信,即只能有一个主设备,其余为从设备

总线上可接到32个设备.

而TTL和RS-232只能进行点对点的简单通讯


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注意:

其实无论是RS232还是RS485,他们只定义了物理层,规定了电平标准,对我们编程几乎没有影响,只需要会简单的串口通讯,就能快速的进行RS232或RS485通讯.

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