一文揭晓串口、COM口、TTL、RS-232、RS-485的区别
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串口:串口是一个泛称,UART、TTL、RS232、RS485都遵循类似的通信时序协议,因此都被通称为串口。串口通讯应用是工控人必须掌握的一个技能,几乎在每一个项目中都会用到,今天我们就来详细比较一下它们究竟有何区别。
1、串口、COM口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485是指的电平标准(电信号)。
2、接设备的时候,一般只接GND RX TX。不会接Vcc或者+3.3v的电源线,避免与目标设备上的供电冲突。
3、PL2303、CP2102芯片是 USB 转 TTL串口 的芯片,用USB来扩展串口(TTL电平)。
4、MAX232芯片是 TTL电平与RS232电平的专用双向转换芯片,可以TTL转RS-232,也可以RS-232转TTL。
5、TTL标准是低电平为0,高电平为1(+5V电平)。RS-232标准是正电平为0,负电平为1(±15V电平)。
6、RS-485与RS-232类似,但是采用差分信号负逻辑。这里略过不讲。
串口、COM口:
COM口即串行通讯端口,简称串口。这里区别于USB的“通用串行总线”和硬盘的“SATA”。
一般我们见到的是两种物理标准。D型9针插头,和4针杜邦头两种。
这是常见的4针串口,在电路板上常见,经常上边还带有杜邦插针。还有时候有第五根针,3.3V电源端。
由于是预留在电路板上的,协议可以有很多种,要看具体设备。
下面这个就是D型9针串口(通俗说法)。在台式电脑后边都可以看到。
记住,这种接口的协议只有两种:RS-232和RS-485。不会是TTL电平的(除非特殊应用)。
我们一般只接出RXD TXD两针,外加GND。
网上经常混淆各种串口,但是这个确实是可以给STC单片机下载程序的。
再接一片MAX232转换一下就行。
你也可以搭一个简单的比较器电路,来实现TTL转RS-232的功能,如下图。
但是记住一点,只要是D型9针串口,不会是TTL电平的,没特殊说明就默认是RS-232。
所以这根线,不管里边构造怎样的,是 USB转RS-232串口的线。
TTL、RS232、RS485都是一种逻辑电平的表示方式
UART接口:通用异步收发器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)UART是串口收发的逻辑电路,这部分可以独立成芯片,也可以作为模块嵌入到其他芯片里,单片机、SOC、PC里都会有UART模块。
COM口:特指台式计算机或一些电子设备上的D-SUB外形(一种连接器结构,VGA接口的连接器也是D-SUB)的串行通信口,应用了串口通信时序和RS232的逻辑电平。
USB口:通用串行总线,和串口完全是两个概念。虽然也是串行方式通信,但由于USB的通信时序和信号电平都和串口完全不同,因此和串口没有任何关系。USB是高速的通信接口,用于PC连接各种外设,U盘、键鼠、移动硬盘、当然也包括"USB转串口"的模块。(USB转串口模块,就是USB接口的UART模块)
TTL、RS232、RS485都是一种逻辑电平的表示方式
TTL:TTL指双极型三极管逻辑电路,市面上很多"USB转TTL"模块,实际上是"USB转TTL电平的串口"模块。这种信号0对应0V,1对应3.3V或5V。与单片机、SOC的IO电平兼容。不过实际也不一定是TTL电平,因为现在大部分数字逻辑都是CMOS工艺做的,只是沿用了TTL的说法。我们进行串口通信的时候 从单片机直接出来的基本是都是 TTL 电平。
RS-232与RS-485的区别
传输方式不同。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。而RS485则采用平衡传输,即差分传输方式。
传输距离不同。RS-232适合本地设备之间的通信,传输距离一般不超过20m。而RS-485的传输距离为几十米到上千米。
能否支持多点通讯。RS-232只允许一对一通信,而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
接口的物理结构方面:
RS-232接口连接器使用型号为DB-25的25芯插头座。一些设备与PC机连接的RS-232接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即RXD、TXD、GND,所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。
RS-485无具体的物理形状,根据工程的实际情况而采用的接口。
接口电气方面:
RS-232传输电平信号接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。抗干扰能力差。
RS-485传输差分信号逻辑1以两线间的电压差为+(2-6)V表示;逻辑0以两线间的电压差为-(2-6)V表示。接口信号电平比RS-232降低了,不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL 电路连接。抗干扰能力。
通讯线的区别:
RS-232可以采用三芯双绞线、三芯屏蔽线等。
RS-485可以采用两芯双绞线、两芯屏蔽线等。
传输数据的最大波特率:
RS-232传输效率较低,最高波特率为19200bps。虽然传输速度很慢,但在很多场合还是很实用的。可以连接各种设备,例如监控、其它的设备升级或调试等都可能需要用到它。功能与USB比较接近,随着USB端口的越来越普遍,将会出现更多的把USB转换成RS-232或其它接口的转换装置。通过USB接口可连接更多的RS-232设备,不仅可获得更高的传输速度,实现真正的即插即用,同时解决了USB接口不能远距离传输的缺点。
RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
单工、半双工和全双工的区别:
单工:数据只能在一个方向上传输,不能实现双方通信。如电视、广播
半双工:允许数据在两个方向上传输,但是同一时间数据只能在一个方向上传输,其实际上是切换的单工。
想要强调的是,一个设备的串口可以根据引出的串口线来判断是TTL还是RS-232,从而决定链接方式以及是否需要转换电路。