串口/RS232/RS485 简解

前言

首先归一下类（借鉴网友的说法，还可深入了解）：

UART SPI IIC 这些是一类，一般只规定了高低电平的逻辑。
RS232 RS485 RS422这些属于一类，规定了电平的电压范围，数据逻辑，但是没规定接口
USB 1394这些属于一类，规定了电平、接口、逻辑以及更详细的东西
modbus-RTU 这是单独的一类，只规定了数据逻辑，没有规定电平和接口
can和他们不一样，类似于485+modbus。

串口通讯

属于全双工通讯，可以同时进行接收发送工作。
接线：TX发送、RX接收、GND两个单片机的参考电压。
在串口通讯时，首先要约定好帧格式和波特率。
①常见的帧格式：

第一位是起始位，都是以低电平开始。数据位8位由用户自定义。第十位是停止位，都是以高电平结束。
②设定波特率：
常用的波特率：9600、19200、38400、115200。
以9600为例，它表示在一秒之内，串口可以传输9600个高低电平。串口通讯采用的是TTL逻辑，输出的高电平最小为2.4V，低电平最大为0.4V。

一般会认为串口通讯的高电平是5V，低电平是0V。
如果出现一个静电，可能会使它的低电平变高。这就导致串口通讯的距离很短。

③使用场景：一般使用在一块电路板上两个芯片的通讯，或者芯片和电脑通讯，距离一般在1m之内。

RS232通讯

为了提高串口通讯的距离和稳定性，美国电子工业联盟制定了一个RS232标准（RS是Recommended Standard的缩写，表示推荐标准。）
RS232是全双工通讯。

一般只使用RX、TX、GND这三根线。

单片机如何进行RS232通讯？

只需要在原来的基础上加一个电平转换芯片，例如MAX232，这样就可以将TTL电平转换为RS232电平。

如果单片机给的电压是5V，则它输出-12V，如果给它发送0V，则它输出12V。（RS232用负电压代表逻辑1，正电压代表逻辑0。）

RS232的电平范围比较广，电压3-15V之间被认为是逻辑0，-3至-15V被认为是逻辑1。

相比串口而言，RS232只是改变了大小，传输的还是之前的0或者1的数据。

高低电平相差了近20V，即使某一个信号受到干扰，它的高低电平还有很大的改变余量。所以它的抗干扰能力增强。它的传输距离也会很长，通讯距离可达15m，速率只有20K，也就是19200的波特率。

RS485通讯

RS485是在串口通讯的基础上加了485电平转换芯片

485转换芯片可以将输入的串口信号转化成差分信号

差分信号只需要两根线，不需要地线。当信号A>信号B时候，代表逻辑0，信号A<信号B的时候，代表逻辑1。

485转换芯片可以将TTL信号转化成差分信号，也可以将差分信号转化成TTL信号。
差分信号最大的优势就是抗干扰能力强，因为它用的是两根信号线的差值来表示逻辑0和逻辑1，而且它的两根线采用双绞线的形式缠绕在一起。即使收到干扰也是两根线同时受到干扰，电压差值也基本上会保持不变。

因此RS485能传输更远的距离，可达1200米，传输频率更高，可达50M。

RS485一般是半双工通讯，在同一时间，要么在发送数据，要么在接收数据，不能同时进行。
这样的好处是他可以进行一主多从的组网通讯。而串口通讯和RS232只能进行点对点的通讯。

总结

串口通讯距离1m以内，RS232通讯距离可达15m，RS485可达1200米。
串口和RS232全双工，RS485半双工通信。
串口和RS232点对点通讯，RS485可以一主多从的模式通讯。
信号波形区别：

参考

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