深度剖析串口通信

串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与 RS-232C 制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

RS232串行通信接口

首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。

其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是 DTE，因此双方都能发送和接收。

RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准,232是标识号,C代表 RS232 的最新一次修改（1969）,在这之前，有 RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有

RS-232-C;RS-422-A;RS-423A;RS-485

例如，目前在 IBM PC 机上的 COM1、COM2 接口，就是 RS-232C 接口。

在DB9的9个引脚中，并不是所有的信号端都使用的，比如说RTS/CTS只有在半双工方式中作发送和接收时的切换用，而在全双工方式中，因配置双向通道所以不需要。一般来说，在全双工方式中RS232标准接线只要三条线就足够了，两根数据信号线TXD/RXD，一根信号地线GND。双方连接的方式是将TXD和RXD交叉连接，信号地直接相接，然后将各自的RTS/CTS，DSR/DTR短接，将DCD和RI悬空就可以。

RS485串行通信接口

为改进RS232通信距离短、速率低的缺点，EIA在基于RS422的基础上制定了RS485接口标准。RS485是平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，它的最大传输距离为1200米，实际可达3000米，传输速率最高可达10Mbit/s。所以，一般在要求通信距离为几十米到上千米时，会广泛采用RS-485串行通信。

RS-485采用半双工工作方式，允许在简单的一对屏蔽双绞线上进行多点、双向通信，不过任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

与RS232不同的是，RS485的工作方式是差分工作方式，所谓差分工作方式，是指在一堆双绞线中，一条定义为A，一条定义为B。通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2+6V，是一个逻辑状态，负电平在-26V，是另一个逻辑状态，另有一个信号地C。在RS485中还有一个使能端，使能端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。接收器与发送端作相同的规定，收发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连。

因为RS485是半双工通信方式，必须有个信号来相互提醒，根据前面说的，其实就是通过使能端来转换发送和接收的，这个使能端，你也可以认为是一个开关。当开关也就是使能端信号为1时，信号就输出，当使能端信号是0时，信号就无法输出。

RS485标准物理接口也是9个引脚的，对于引脚定义有不同的标识。

1.英式标识为 TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND

2.美式标识为 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND

3.中式标识为 TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND

4.RS485两线一般定义为： "A、B"或"Date+、Date-" ，也就是我们即常说的485+、485- 。

RS-422串行通信接口****

RS-422是一系列的规定采用4线，全双工，差分传输，多点通信的数据传输协议。

RS-422接口的收与发是分开的所以可以同时收和发（全双工），也正因为全双工要求收发要有单独的信道，所以RS-422适用于两个站之间通信，星型网、环网，不可用于总线网。

RS-422接口标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。

一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。

RS-422接口的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS-422接口需要一种接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。RS-422接口每个通道要用二条信号线，如果一条是逻辑"1"状态，另一条为逻辑"0"。电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采用点对点通讯方式。

RS-422的接线口诀Y=T+、Z=T-、A=R+、B=R-

Y ：接其他RS422模块的 A

Z ：接其他RS422模块的 B

B：接其他RS422模块的 Z

A ：接其他RS422模块的 Y

（记住：发“+” 接 收“+”）

（记住：发“-” 接 收“-”）