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串口通訊是電子工程師面對的最基本的一個通訊方式，RS-232是其中最簡單的一種。然而，很多初學者往往搞不清楚UART和RS-232、RS-422、RS-485的聯系和區別，本文將談談我對這幾個概念的理解，幫助大家理清它們之間的關系。 通訊問題，和交通問題一樣，也有高速、低速、擁堵、中斷等等各種情況。如果把串口通訊比做交通，UART比作車站，那么一幀的數據就好比汽車。汽車跑在路上，要遵守交通規則。如果是市內，一般限速30、40,而高速公路則可以到120。而汽車走什么路，限速多少，就要看協議怎么規定了。常見的串口協議有RS-232、RS-422、RS-485等，那么誰才是UART中的高速公路?下面我們就一起來探討一下。 一、UART是什么 UART是通用異步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常稱作UART，是一種異步收發傳輸器,是設備間進行異步通信的關鍵模塊。UART負責處理數據總線和串行口之間的串/并、并/串轉換，并規定了幀格式;通信雙方只要采用相同的幀格式和波特率，就能在未共享時鐘信號的情況下，僅用兩根信號線(Rx 和Tx)就可以完成通信過程，因此也稱為異步串行通信。 若加入一個合適的電平轉換器，如SP3232E、SP3485，UART 還能用于RS-232、RS-485 通信，或與計算機的端口連接。UART 應用非常廣泛，手機、工業控制、PC 等應用中都要用到UART。 二、RS-232標準 RS-232是美國電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號。RS-232是對電氣特性以及物理特性的規定，只作用于數據的傳輸通路上，它并不內含對數據的處理方式。需要說明一下,很多人經常把RS-232、RS-422、RS-485 誤稱為通訊協議,這是很不應該的，其實它們僅是關于UART通訊的一個機械和電氣接口標準(頂多是網絡協議中的物理層面)。 該標準規定采用一個25 個腳的DB-25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。后來IBM的PC 機將RS-232 簡化成了DB-9 連接器，從而成為今天的事實標準。而工業控制的RS-232 口一般只使用RXD(2)、TXD(3)、GND(5) 三條線。 三、RS-485/ RS-422標準 RS-232接口可以實現點對點的通信方式，但這種方式不能實現聯網功能。于是，為了解決這個問題，一個新的標準RS-485產生了。RS-485的數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。 通常情況下，發送驅動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2～6V，是另一個邏輯狀態。另有一個信號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。 RS-422 的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區別在于：RS-422 有4 根信號線：兩根發送、兩根接收。由于RS-422 的收與發是分開的所以可以同時收和發(全雙工)，也正因為全雙工要求收發要有單獨的信道，所以RS-422適用于兩個站之間通信，星型網、環網，不可用于總線網;RS-485 只有2 根信號線，所以只能工作在半雙工模式，常用于總線網。 四、RS-232與RS-485性能對比 1. 抗干擾性：RS485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好。RS232 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾。 2. 傳輸距離：RS485 接口的最大傳輸距離標準值為 1200 米(9600bps 時)，實際上可達 3000 米。RS232 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為 50 米，實際上也只能用在 15 米左右。 3. 通信能力：RS-485 接口在總線上是允許連接多達128個收發器，用戶可以利用單一的 RS-485 接口方便地建立起設備網絡。RS-232只允許一對一通信。 4. 傳輸速率：RS-232傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為 20Kbps。RS-485 的數據最高傳輸速率為 10Mbps 。 5. 信號線：RS485 接口組成的半雙工網絡，一般只需二根信號線。RS-232 口一般只使用 RXD、TXD、GND 三條線 。 6. 電氣電平值：RS-485的邏輯"1"以兩線間的電壓差為+(2-6) V 表示;邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(2-6)V 表 示 。在 RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏輯"1"，-5- -15V;邏輯"0 " +5- +15V 。 串口是一種非常通用的設備接口，是儀器儀表設備常用的通信接口，常用于遠程采集設備數據或者實現遠程控制。串口的開發也比較簡單，是很多工程師最喜歡的接口之一。 |
