串口、COM、UART、TTL、RS-232、RS-485、RS-422、USB口詳解

時(shí)間：2020-03-25  15:42:10  來源: 軒展科技  瀏覽數(shù): 790

首先，串口、UART口、COM口、USB口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485、RS422是指電平標(biāo)準(zhǔn)(電信號(hào))。

串口：串口是一個(gè)泛稱，UART，TTL，RS232，RS485，RS422都遵循類似的通信時(shí)序協(xié)議，因此都被通稱為串口。

UART接口：又叫通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，UART是串口收發(fā)的邏輯電路，這部分可以獨(dú)立成芯片，也可以作為模塊嵌入到其他芯片里，單片機(jī)、SOC、PC里都會(huì)有UART模塊。

COM口：特指臺(tái)式計(jì)算機(jī)或一些電子設(shè)備上的D-SUB-9外形(一種連接器結(jié)構(gòu)，VGA接口的連接器也是D-SUB)的串行通信口，應(yīng)用了串口通信時(shí)序和RS232的邏輯電平。

USB口：通用串行總線，和串口完全是兩個(gè)概念。雖然也是串行方式通信，但由于USB的通信時(shí)序和信號(hào)電平都和串口完全不同，因此和串口沒有任何關(guān)系。USB是高速的通信接口，用于PC連接各種外設(shè)，U盤、鍵鼠、移動(dòng)硬盤、當(dāng)然也包括“USB轉(zhuǎn)串口”的模塊。(USB轉(zhuǎn)串口模塊，就是USB接口的UART模塊)

TTL，RS232，RS485,RS422都是一種邏輯電平的表示方式

TTL：TTL指雙極型三極管邏輯電路，市面上很多“USB轉(zhuǎn)TTL”模塊，實(shí)際上是“USB轉(zhuǎn)TTL電平的串口”模塊。這種信號(hào)0對(duì)應(yīng)0V，1對(duì)應(yīng)3.3V或者5V。與單片機(jī)、SOC的IO電平兼容。不過實(shí)際也不一定是TTL電平，因?yàn)楝F(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字邏輯都是CMOS工藝做的，只是沿用了TTL的說法。我們進(jìn)行串口通信的時(shí)候從單片機(jī)直接出來的基本是都是 TTL 電平。

TTL電平：全雙工(邏輯1: 2.4V--5V 邏輯0: 0V--0.5V)

1、硬件框圖如下，TTL用于兩個(gè)MCU間通信

1、‘0’和‘1’表示

RS232：是電子工業(yè)協(xié)會(huì)(Electronic Industries Association，EIA) 制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口，同時(shí)對(duì)應(yīng)著電平標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議(時(shí)序)，其電平標(biāo)準(zhǔn)：+3V～+15V對(duì)應(yīng)0，-3V～-15V對(duì)應(yīng)1。RS232 的邏輯電平和TTL 不一樣但是協(xié)議一樣。RS-232電平：全雙工(邏輯1：-15V--5V 邏輯0：+3V--+15V)

1、硬件框圖如下，TTL用于MCU與PC機(jī)之間通信

‘0’和‘1’表示

RS485：RS485是一種串口接口標(biāo)準(zhǔn)，為了長(zhǎng)距離傳輸采用差分方式傳輸，傳輸?shù)氖遣罘中盘?hào)，抗干擾能力比RS232強(qiáng)很多。兩線壓差為-(2~6)V表示0，兩線壓差為+(2~6)V表示1

RS-485：半雙工、(邏輯1：+2V--+6V 邏輯0：-6V---2V)這里的電平指AB 兩線間的電壓差。

1、硬件框圖如下

2、‘0’和‘1’表示

RS422：RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。

RS-422的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區(qū)別在于：RS-422有4根信號(hào)線：兩根發(fā)送（Y、Z）、兩根接收（A、B）。由于RS-422的收與發(fā)是分開的所以可以同時(shí)收和發(fā)（全雙工）；RS-485有2根信號(hào)線：發(fā)送和接收。

COM口即串行通訊端口，簡(jiǎn)稱串口。這里區(qū)別于USB的“通用串行總線”和硬盤的“SATA”。一般我們見到的是兩種物理標(biāo)準(zhǔn)。D型9針插頭，和 4針杜邦頭兩種。這是常見的4針串口，在電路板上常見，經(jīng)常上邊還帶有杜邦插針。還有時(shí)候有第五根針，3.3V電源端。由于是預(yù)留在電路板上的，協(xié)議可以有很多種，要看具體設(shè)備。

嵌入式里面說的串口，一般是指UART口，但是我們經(jīng)常搞不清楚它和COM口的區(qū)別, 以及RS232, TTL等關(guān)系, 實(shí)際上UART,COM指的物理接口形式(硬件), 而TTL、RS-232是指的電平標(biāo)準(zhǔn)(電信號(hào)).

UART有4個(gè)pin(VCC, GND, RX, TX), 用的TTL電平, 低電平為0(0V)，高電平為1(3.3V或以上)。

下面這個(gè)就是D型9針串口(通俗說法)。在老式臺(tái)式電腦和工控機(jī)后邊都可以看到。記住，這種接口的協(xié)議只有兩種：RS-232和RS-485。不會(huì)是TTL電平的(除非特殊應(yīng)用)。我們一般只接出RXD TXD兩針，外加GND。

下圖是個(gè)USB轉(zhuǎn)TTL串口的小板，可以用USB擴(kuò)展出一個(gè)串口。網(wǎng)上經(jīng)?；煜鞣N串口，但是這個(gè)確實(shí)是可以給STC單片機(jī)下載程序的。

這是另一種，CP2102芯片的，也是USB轉(zhuǎn)TTL串口。據(jù)說比PL2303的好，實(shí)際使用中沒感覺出來。這個(gè)小板就多了+3.3V電源端，以適應(yīng)不同的目標(biāo)電路。下圖為USB轉(zhuǎn)RS-232串口：