串口入门知识及总结

我会带着你远行 2022-08-04 01:45 45阅读 0赞

1 概念

串行[接口][Link 1]简称[串口][Link 2]，也称[串行通信][Link 3]接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。

串行[接口][Link 1] (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是[通信线路][Link 4]简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为[串行通讯][Link 5]。串行通讯的特点是：[数据位][Link 6]的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

2 串口通信方式

[ 串口通信][Link 7]的两种最基本的方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。

同步串行是指SPI（Serial Peripheral interface）的缩写，顾名思义就是[串行外围设备接口][Link 8]。SPI总线系统是一种同步[串行外设接口][Link 9]，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

异步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步接收/发送。UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上。UART包含TTL电平的[串口][Link 2]和[RS232][]电平的串口。 TTL电平是3.3V的，而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平。串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、[RS-422][]、RS485等。  
  
3 TTL电平与232电平  
  
    数字电路中，由TTL电子元器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。  
    232电平或者说串口电平，有的甚至说计算机电平，所有的这些说法，指得都是计算机9针串口 （RS232）得电平，采用负逻辑，－15v ~ －3v 代表1 ；  ＋3v ~ ＋15v 代表0。  
    RS485电平 和RS422电平 由于两者均采用 差分传输（平衡传输）的方式，所以他们的电平方式，一般有两个引脚 A,B， 发送端 AB间的电压差  
    ＋2 ～ ＋6v 代表1  
    －2 ～ －6v 代表0  
    接收端 AB间的电压差  
    大于 ＋200mv 代表1  
    小于 －200mv 代表0  
    定义逻辑1为B>A的状态  
    定义逻辑0为A>B的状态  
    AB之间的电压差不小于200mv  
4 RS232等通信传输  
    一对一的接头的情况下  
    RS232 可做到双向传输，全双工通讯 最高传输速率 20kbps  
    422 只能做到单向传输，半双工通讯，最高传输速率10Mbps  
    485 双向传输，半双工通讯, 最高传输速率10Mbps  
     现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/159864.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/69108.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/716175.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/2199056.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/2069841.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/190231.htm
[Link 7]: http://baike.baidu.com/view/923426.htm
[Link 8]: http://baike.baidu.com/view/3111535.htm
[Link 9]: http://baike.baidu.com/view/7974045.htm
[RS232]: http://baike.baidu.com/view/196461.htm
[RS-422]: http://baike.baidu.com/view/1940451.htm