UART，RS232，RS485

名词解释
区别介绍
个人理解：
详解：
- 总体介绍：
- - 串口
  - COM口
  - UART与USART
  - 串口、RS-232与TTL的关系
  - RS232，RS422，RS485的关系
  - 单片机与电脑的连接
- 实例：
- - 串口、COM口：
  - USB转TTL：主要的玩意
  - 接口为RS-232串口

在电路设计或者实际应用过程中，我们往往会遇到下面几种接口，在下面文章中我们详细介绍串口，COM口，RRL，RS232，UART几种接口之间的区别与联系以及常见的连接使用方式。

名词解释

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)指通用异步收发传输器，本质上是硬件，用来异步传输数据。RS232是一种物理层协议，规定了特定的接口标准。

区别介绍

UART是一种异步通信协议，而RS232只是物理层的电气接口要求。UART可以使用RS232物理层来进行通信。而RS232作为物理层也可以用其余不同于UART的协议来做通信。

名称	串口释义
UART	一种异步串行通信协议（方式）
RS232	物理层的电气接口要求（单端信号的方式）
RS485	差分信号

个人理解：

从英文翻译可能认为UART（通用异步收发器）是个硬件。

但是它的大部分内容定义的是一个异步串行协议，比如它的帧协议，包括起始位、数据位、校验位等，软件层面就是一堆二进制0和1。

但是在硬件上我们肯定要用电平量化，RS232（单端信号的方式）就是规定了一套电平标准来代表0,1，就是这么实际传输这些0和1，为什么这么做，主要就是抗干扰，提供传输速度和传输距离，

我们同样可以用UART+RS485实现，传输距离就能更远，因为RS485采用的是差分信号的方式。

详解：

总体介绍：

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，但是采用差分信号逻辑，更适合长距离、高速传输。

串口

串口，即串行接口，与之相对应的另一种接口叫并口，并行接口。两者的区别是，传输一个字节（8个位）的数据时，串口是将8个位排好队，逐个地在1条连接线上传输，而并口则将8个位一字排开，分别在8条连接线上同时传输。
在相同的数据传输速率下，并口的确比串口更快，但由于并口的各个连接线之间容易互相干扰，高速情况下难以同步各连接线的数据，而且硬件成本也相对串口更高（线多），因而串口取代并口成为了现在的主流接口，较具代表性的要数Universal Serial Bus，通用串行总线，也就是USB。其它在嵌入式领域常见的串行接口还包括：I2C，SPI，RJ-45，UART，USART等。
串口进行通信的方式有两种：同步通信方式和异步通信方式
SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)；
I2C(INTER IC BUS：意为IC之间总线)，一（host）对多，以字节为单位发送。
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)，一对一，以位为单位发送。

COM口

电脑上的异步串行通信接口，有时也称之为串口（其实这个叫法并不严谨）。电脑COM口使用DB9连接器，遵循RS-232标准，RS-232规定了通信口的电气特性（它规定了逻辑“1”为-3 ~ -15V，逻辑“0”为+3 ~ +15V）和接口机械特性（形状，针脚定义）等内容。COM口多见于旧式电脑，用于连接鼠标，调制调解器等设备，现在已被USB取代。

UART与USART

UART，全称Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器。
USART，全称Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步异步收发传输器。
两者都是一个数据收发器，属于硬件电路范畴。UART使用异步通信，而USART既可异步通信，也可同步通信。当USART使用异步通信时，就变成了UART。单片机的串口指的就是UART或USART。
同步通信和异步通信的区别是：时钟线的有无。同步通信有时钟线，收发双方通过统一的时钟来确定何时进行数据的传输，如I2C和SPI。异步通信没有时钟线，只能在数据的头和尾加入标志位来区分不同的数据帧，接收数据之前也要预先知道波特率的大小，传输效率比同步通信要低。

串口、RS-232与TTL的关系

前面讲过，RS-232是一个串行通信接口标准，它规定了逻辑“1”为-3 ~ -15V，逻辑“0”为+3 ~ +15V，符合该标准的串口也叫RS-232串口，比如电脑的COM口。那么，还有不符合RS-232标准的串口？答案是肯定的，那就是单片机（如stm32）的UART/USART，这个也叫串口，但它不遵循RS-232标准，使用的是TTL电平（Transistor-Transistor Logic），该电平的逻辑“1”为+5V，逻辑“0”为0V，称为TTL串口。
需要注意的是，串口、UART/USART通常指的是硬件接口，而RS-232指的是属于物理层范畴的串行通信接口标准，简而言之，RS-232就是个标准。

RS232，RS422，RS485的关系

这三种接口都是属于串口通信，主要有几个方面的区别。
1.通讯距离，RS232接口通讯距离为15米，而RS422/485最大通讯距离可以达到1200米。
2.所连设备数，RS232只能连接一个设备，而RS485可以同时连接多个设备。
3.端口定义，RS232为标准接口，一般为D型9针的DB9头，接口信号一般为标准默认的。
而RS422/RS485为非标准接口，一般为15针串口接口（也可以做9针接口），每个设备的接口定义也不太一样，RS422一般为4线制全双工模式，而RS485为两线制，半双工模式。

单片机与电脑的连接

既然单片机有串口（UART/USART），电脑也有串口（COM口），那么两者就可以通过串口进行通信。
如果电脑有实体COM口，由于COM口使用的RS-232电平跟单片机的UART/USART使用的TTL电平不一样，这时就需要使用MAX232之类的电平转换芯片，将TTL电平转换成RS-232电平，连接示意如下：

电脑COM口 <—> MAX232 <—> 单片机UART/USART

如果电脑没有COM口，就要通过CH340之类的USB转TTL串口芯片，来实现用USB模拟COM口，这样电脑的USB口就变成了一个TTL串口，可以跟单片机的UART/USART通信，连接示意如下：

电脑USB口 <—> CH340 <—> 单片机UART/USART

实例：

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。

USB转TTL：主要的玩意

下图是个USB转TTL串口的小板，可以用USB扩展出一个串口。芯片为PL2303HX。

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。
　　

这是另一种，CP2102芯片的，也是USB转TTL串口。

据说比PL2303的好，实际使用中没感觉出来。这个小板就多了+3.3V电源端，以适应不同的目标电路。
　　

接口为RS-232串口

上边介绍的都是USB转TTL串口，如果目标设备上是RS-232串口（D型9针接口）咋弄？
　　
　　简单解决：
　　
　　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。
　　RS-232转TTL咋弄？这就需要你动点脑子咯

当然，早有人想到了做一款成品。

仔细看下图，USB经过PL2303转成了TTL串口，中间那四个窟窿可以引出，再经由MAX232转换为RS-232电平，9针串口引出。

下面这是另一款：电平转换依旧用的是MAX232。

还会常常看到一种：看起来里边只有一个牛屎芯片的。

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。

我想要强调的是，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。

上图这个就是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)。

9针串口的定义可以参考这里：http://wenku.baidu.com/view/5c170c6925c52cc58bd6be6e.html.