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串口、COM口、UART口、USB口和TTL、RS-232、RS-485、USB电平区别简介

    串口、COM口、USB口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485、USB电平是指的电平标准(电信号)。

    一、串口、COM口、UART口、USB口(物理接口):

    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。

    下图是常见的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。

    串口、COM口、UART口和TTL、RS-232、RS-485区别简介(图1)

    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。

    嵌入式里面说的串口,一般是指UART口。UART有4个pin(VCC, GND, RX, TX), 用的TTL电平,  低电平为0(0V),高电平为1(3.3V或以上)。

    而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)。

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    对于9针串口,我们一般只接出RXD、TXD两针,外加GND。  

    USB接口,相应电平逻辑遵照USB原则。

    二、TTL、RS-232、RS-485、USB(电平标准

    2.1 TTL电平

    TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平Transistor-Transistor Logic)信号系统,这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

    2.2 RS232接口的电气特征

    在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑“1”为-3到-15V;逻辑“0”为+3到+15V。

    RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-9插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端。PC机的RS-232口为9芯针插座。一些设备与PC机连接的RS-232接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需要三条接口线,即“发送数据TXD”、“接收数据RXD”和“信号地GND”。RS-232传输线采用屏蔽双绞线。

    2.3 RS485的电气特性(现在较常用的接口)

    RS485采用差分信号负逻辑,逻辑"1”以两线间的电压差为-(2~6)V表示;逻辑"0"以两线间的电压差为+(2~6)V表示。接口信号电平比RS-232-C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。RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

    2.4 USB电平

    电源线是5V,为USB设备提供最大500mA的电流,它与数据线上的电平无关,数据线是差分信号,通常D+和D-在+400mV~-400mV间变化。

    三、电平转换

    3.1 USB口与单片机TTL串口通信

    PL2303、CP2102芯片是USB 转 TTL串口 的芯片,用USB来扩展串口(TTL电平)。下图是USB转TTL的板子和电路图:

    串口、COM口、UART口和TTL、RS-232、RS-485区别简介(图3)串口、COM口、UART口和TTL、RS-232、RS-485区别简介(图4)

    3.2 USB口与集成了TTL转RS-232芯片的单片机通信

    该模块核心是在DB9的一端有一块CH340或CH341电平转换芯片,把RS-232电平转换为USB电平。如下图

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    3.3 DB9接口与单片机TTL通信

    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。如下图:

    1-201129224H1548.png

    3.4 USB口与RS-485通信

    一般没有直接USB转485的芯片,都是USB转TTL,TTL再转成485。

    TTL转485,通常用MAX485芯片。

    用一张图总结一下一上几种情况:

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