串口、COM、UART、TTL、RS-232、RS-485、RS-422、USB口詳解

時間：2020-03-25  15:42:10  來源: 軒展科技  瀏覽數: 787

首先，串口、UART口、COM口、USB口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485、RS422是指電平標準(電信號)。

串口：串口是一個泛稱，UART，TTL，RS232，RS485，RS422都遵循類似的通信時序協議，因此都被通稱為串口。

UART接口：又叫通用異步收發器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，UART是串口收發的邏輯電路，這部分可以獨立成芯片，也可以作為模塊嵌入到其他芯片里，單片機、SOC、PC里都會有UART模塊。

COM口：特指臺式計算機或一些電子設備上的D-SUB-9外形(一種連接器結構，VGA接口的連接器也是D-SUB)的串行通信口，應用了串口通信時序和RS232的邏輯電平。

USB口：通用串行總線，和串口完全是兩個概念。雖然也是串行方式通信，但由于USB的通信時序和信號電平都和串口完全不同，因此和串口沒有任何關系。USB是高速的通信接口，用于PC連接各種外設，U盤、鍵鼠、移動硬盤、當然也包括“USB轉串口”的模塊。(USB轉串口模塊，就是USB接口的UART模塊)

TTL，RS232，RS485,RS422都是一種邏輯電平的表示方式

TTL：TTL指雙極型三極管邏輯電路，市面上很多“USB轉TTL”模塊，實際上是“USB轉TTL電平的串口”模塊。這種信號0對應0V，1對應3.3V或者5V。與單片機、SOC的IO電平兼容。不過實際也不一定是TTL電平，因為現在大部分數字邏輯都是CMOS工藝做的，只是沿用了TTL的說法。我們進行串口通信的時候從單片機直接出來的基本是都是 TTL 電平。

TTL電平：全雙工(邏輯1: 2.4V--5V 邏輯0: 0V--0.5V)

1、硬件框圖如下，TTL用于兩個MCU間通信

1、‘0’和‘1’表示

RS232：是電子工業協會(Electronic Industries Association，EIA) 制定的異步傳輸標準接口，同時對應著電平標準和通信協議(時序)，其電平標準：+3V～+15V對應0，-3V～-15V對應1。RS232 的邏輯電平和TTL 不一樣但是協議一樣。RS-232電平：全雙工(邏輯1：-15V--5V 邏輯0：+3V--+15V)

1、硬件框圖如下，TTL用于MCU與PC機之間通信

‘0’和‘1’表示

RS485：RS485是一種串口接口標準，為了長距離傳輸采用差分方式傳輸，傳輸的是差分信號，抗干擾能力比RS232強很多。兩線壓差為-(2~6)V表示0，兩線壓差為+(2~6)V表示1

RS-485：半雙工、(邏輯1：+2V--+6V 邏輯0：-6V---2V)這里的電平指AB 兩線間的電壓差。

1、硬件框圖如下

2、‘0’和‘1’表示

RS422：RS-422標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線，共5根線。RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發端最大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。

RS-422的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區別在于：RS-422有4根信號線：兩根發送（Y、Z）、兩根接收（A、B）。由于RS-422的收與發是分開的所以可以同時收和發（全雙工）；RS-485有2根信號線：發送和接收。

COM口即串行通訊端口，簡稱串口。這里區別于USB的“通用串行總線”和硬盤的“SATA”。一般我們見到的是兩種物理標準。D型9針插頭，和 4針杜邦頭兩種。這是常見的4針串口，在電路板上常見，經常上邊還帶有杜邦插針。還有時候有第五根針，3.3V電源端。由于是預留在電路板上的，協議可以有很多種，要看具體設備。

嵌入式里面說的串口，一般是指UART口，但是我們經常搞不清楚它和COM口的區別, 以及RS232, TTL等關系, 實際上UART,COM指的物理接口形式(硬件), 而TTL、RS-232是指的電平標準(電信號).

UART有4個pin(VCC, GND, RX, TX), 用的TTL電平, 低電平為0(0V)，高電平為1(3.3V或以上)。

下面這個就是D型9針串口(通俗說法)。在老式臺式電腦和工控機后邊都可以看到。記住，這種接口的協議只有兩種：RS-232和RS-485。不會是TTL電平的(除非特殊應用)。我們一般只接出RXD TXD兩針，外加GND。

下圖是個USB轉TTL串口的小板，可以用USB擴展出一個串口。網上經常混淆各種串口，但是這個確實是可以給STC單片機下載程序的。

這是另一種，CP2102芯片的，也是USB轉TTL串口。據說比PL2303的好，實際使用中沒感覺出來。這個小板就多了+3.3V電源端，以適應不同的目標電路。下圖為USB轉RS-232串口：