学习认识串行接口

Posted 2020-12-25 tanghongchang

 

 

串行接口简称串口，也称串行通信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 (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，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。

目前串口多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。

串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。

 

RS-232

 一个对通讯接口的硬件描述，也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口，它的全名是“  数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”，既可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接，是全双工的通讯方式。

 

RS-232的电气特性：

　　　　 (1)、RS232使用-12V表示逻辑1，12V表示逻辑0，全双工，最少3条通信线（RX,TX,GND）。

　　 　　(2)、通讯传输速率最高为20Kbps。

　　　 　(3)、.RS-232的电气接口电路采取的是不平衡传输方式，即所谓单端通讯，其发送电平与接收电平的差只有2～3V，

                      所以共模抑制能力较差，容易受到共地噪声和外部干扰的影响。            

　　　　(4)、因为使用绝对电压表示逻辑，由于干扰，导线电阻等原因，通讯距离不远，全速20米以内，低速时几十米。

　　　   (5)、RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信

 

 

 

RS-422

 一个对通讯接口的硬件描述，它需要四根通讯线，实际上还有一根信号地线，共5根线。既可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接，是全双工的通讯方式。

 

RSS-422的电气特性：

　　　　(1)、.采用差分信号负逻辑，逻辑"0”以两线间的电压差为+(2~6)V表示；逻辑"1"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，就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。

　　　　(2)、.最高速率10Mbps.

　　　　(3)、RS-422接口是采用平衡驱动和差分接收的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。

　　　　(4)、传输距离为1200米，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。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，

　　　　(5)、RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。

 

 

RS-485

  一个对通讯接口的硬件描述 ，是从RS-422基础上发展而来的，采用平衡传输方式。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。这种数据传输的连接，是半双工的通讯方式。在某一个时刻，一个设备只能进行发送数据或接收数据。

 

RS-485是继承RS-422的电气特性所不同的是：

　　　　(1)、RS-422需要四根线（严格来说是五根线一根地线）RS-485只需要二根线。

　　　　(2)、.RS-422是全双工的四根线可同时收与发而RS-485是半双工的不能同时收与发。

　　　　(3)、RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。 

 

 

 

USB

    USB是一种连接外部设备串行汇流排标准也是常用的pc接口，它只有4根线，两根电源线两根信号线。

USB设备主要具有以下优点：

(1)、可以热插拔。就是用户在使用外接设备时，不需要关机再开机等动作，而是在电脑工作时，直接将USB插上使用。

(2)、携带方便、标准统一取代了并行通讯接口。

(3)、传输快，USB2.0传输速率达到了480Mbps,USB3.0更高。

(4)、可以连接多个设备。最高可连接至127个设备。

(5)、USB接口输出电压为+5V可以与大多数民用和工业设备相匹配。在数字电视、高清打印机、移动终端、工业控制设备上应用广泛。