你真的懂什么是串口吗？
文章目录
- `你真的懂什么是串口吗？`
- `问题`
- `什么是串口`
- `概念`
- `4种电平及其特性`
- `串口与电脑USB口通信`
- `通讯分类`
- `常见的串行通信接口`
- `通信方式分类`
- `串行通信`
- `并行通信`
- `传输方向分类`
- `同步方式分类`
- `PS：波特率和比特率`
- `RS232 和 RS485`
- `RS232 `
- `引脚和连接方式`
- `RS-232异步通信协议`
- `RS485`
- `PS：串口基础协议 & MODBUS协议`
- `引脚和连接方式`
- `如果对你有帮助，就点赞收藏把！(｡･ω･｡)ﾉ♡`
问题
不知道是否有很多人跟我一样
当初还没开始学嵌入式的时候，以为 串口 == USART == USBX X X
如果你也这么认为，那你可要仔细阅读本文了！！！！！
什么是串口
概念
串口，可以理解为，串行通信接口，指按位发送和接收的接口
串口是一个泛称，UART、RS232、RS422和RS485都遵循类似的通信时序协议，被通称为串口。
UART是STM32的UART外设，由此产生串口时序，产生的电平为CMOS电平。
TTL、RS232、RS422、RS485是串行通信接口标准，简单来说，就是逻辑1和0的表示不同。
4种电平及其特性
RS-232电平 不能直接与 COMS/TTL电平 交换信息。
| 通信接口 | 通信方式 | 信号线 | 逻辑1 | 逻辑0 | 拓扑结构 | 通信距离 | 通讯速率 | 抗干扰能力 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| COMS电平 | 半双工/全双工 | 数据线、时钟线 | 5V或3.3V | 接近0V | 点对点或多点 | <10米 | 1~100Mbps | 中等至较强 |
| TTL电平 | 全双工 | TX/RX/GND | 2.4~5 V | 0~0.4 V | 点对点 | 1米 | 100kbps | 弱 |
| RS232电平 | 全双工 | TX/RX/GND | -(15~3) V | +(3~15) V | 点对点 | 100米 | 20kbps | 较弱 |
| RS485电平 | 半双工 | 差分线AB | +(2~6)V | -(2~6)V | 多点双向 | 1200米 | 100kbps | 强 |
串口与电脑USB口通信
通讯分类
常见的串行通信接口
通信方式分类
| 特点 | 传输速率 | 抗干扰能力 | 通信距离 | IO资源占用 | 成本 |
|---|---|---|---|---|---|
| 串行通信 | 较低 | 较强 | 较长 | 较少 | 较低 |
| 并行通信 | 较高 | 较弱 | 较短 | 较多 | 较高 |
串行通信
并行通信
传输方向分类
单工通信：数据只能沿一个方向传输
半双工通信：数据可以沿两个方向传输，但需要分时进行
全双工通信：数据可以同时进行双向传输
同步方式分类
同步通信：共用同一时钟信号
异步通信：没有时钟信号，通过在数据信号中加入起始位和停止位等一些同步信号
PS：波特率和比特率
1，比特率：每秒钟传送的比特数，单位bit/s
2，波特率：每秒钟传送的码元数，单位Baud
3，比特率 = 波特率 * log2 M ，M表示每个码元承载的信息量
4，二进制系统中，波特率 数值上等于 比特率
RS232 和 RS485
往期作品：RS232、RS485与RS422初步学习
RS232
RS232 接口：DR9(公头) 和 DB9(母头)
引脚和连接方式
| 类型 | 引脚 | 引脚作用 |
|---|---|---|
| 数据 | RXD（pin 2） | 串口数据输入 |
| TXD（pin 3） | 串口数据输出 | |
| GND（pin 5） | 信号地 | |
| 握手 | DCD（pin 1） | 数据载波检测 |
| DTR（pin 4） | 数据终端就绪 | |
| DSR（pin 6） | 数据发送就绪 | |
| RTS（pin 7） | 请求发送 | |
| CTS（pin 8） | 清除发送 | |
| 其他 | RI（pin 9 | 振铃指示 |
RS-232异步通信协议
RS485
RS485是串行通信标准，使用差分信号传输，抗干扰能力强，常用于工控领域。
常见原理图
PS：串口基础协议 & MODBUS协议
RS485具有强大的组网功能，在串口基础协议之上还制定MODBUS协议。
串口基础协议：仅指封装了基本数据包格式的协议（基于数据位）
MODBUS协议：使用基本数据包组合成通讯帧格式的高层应用协议（基于数据包或字节）
引脚和连接方式
| 端口 | 逻辑1 (高电平) | 逻辑0 (低电平) |
|---|---|---|
| 发送端 | A为高电平，B为低电平 | A为低电平，B为高电平 |
| 接收端 | A-B ≥ +0.2 V | A-B ≤ - 0.2 V |
| 引脚 | 引脚作用 |
|---|---|
| RO | 接收器输出端 |
| RE | 接收器输出使能(低电平有效) |
| DI | 驱动器输入端 |
| DE | 驱动器输出使能(高电平有效) |
| B | 接收器的输入端/驱动器的输出端 |
| A | 接收器的输入端/驱动器的输出端 |
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