【通信传输协议】串口通信

一、串口通信概述

串口通信属于全双工通信，往往应用在两块芯片之间，非常容易实现。

 

在进行串口通信时，首先要约定好帧格式和波特率，常见的一帧串口数据如下：

 

 相应的波特率常有9600、19200、38400、115200等 ，9600波特率意味着以为着该串口每秒可以传输9600个高低电平，即9600bps（bits per second）。

串口通信采用TTL逻辑，所以高低电压范围为：高电平2.4V-5V，低电平0V-0.4V。由于这样的高低电平很容易受到干扰，所以常规串口通信的传输距离很短，一般在同一块电路板中两块芯片间通信，或芯片和电脑通信，距离在1m以内。

RS232和RS485都是串口通信的变种。

 

二、RS232

为了提高串口通信的稳定性，美国电子工业联盟指定了RS232（Recommended Standard）标准。

 

 只要在原本串口通信的基础上加一个电平转换芯片，如MAX232，它可以将TTL电平转换为RS232电平：将高电平5V转换为高电平12V，将低电平0V转换为低电平-12V，反之同理。

 

 RS232的高低电平范围很广，3V-15V都算高电平，-3~-12V都算低电平。所以RS232是通过调整高低电平的范围，使得高低电平在受到干扰时还是有很大的改变余量，增强串口通信的抗干扰能力。 RS232的通信距离可以达到15m，但是速率只有20K，即19200波特率，RS232也是全双工通信。

 

 三、RS485

RS485和RS232的实现方式非常相似，也是在常规串口通信过程中添加转换芯片，但是需要收发两端各添加一块。

 

 485转换芯片可以将输入的串口信号转换为差分信号，差分信号只需要两根线，不需要地线。

RS485对高低电平的区分可以看作：当信号A大于信号B，表示逻辑0，当信号A小于信号B时，表示逻辑1.

差分信号最大的特点就是抗干扰能力强，而且物理层面上这两根线使用双绞线的形式缠绕在一起，这样即使受到干扰也是两根线一起受到同样的干扰，电压差值基本不变。

RS485的传输距离达到1200m，频率达到50M。但RS485一般是半双工通信，这样的好处是它可以进行一主多从的组网通信。

 

 

四、总结

无论是常规串口通信，还是RS232、RS485等标准，都只定义了物理层，对编程几乎没有影响。