通訊問題,，和交通問題一樣,，也有高速,、低速、擁堵、中斷等等各種情況。如果把串口通訊比做交通,，UART比作車站，那么一幀的數(shù)據(jù)就好比汽車,。汽車跑在路上,，要遵守交通規(guī)則。如果是市內(nèi),，一般限速30,、40,而高速公路則可以到120。而汽車走什么路,，限速多少,，就要看協(xié)議怎么規(guī)定了。常見的串口協(xié)議有RS-232,、RS-422,、RS-485等，那么誰(shuí)才是UART中的高速公路?下面我們就一起來(lái)探討一下,。

一,、UART是什么

UART是通用異步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous  Receiver/Transmitter)，通常稱作UART,，是一種異步收發(fā)傳輸器,是設(shè)備間進(jìn)行異步通信的關(guān)鍵模塊。UART負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)總線和串行口之間的串/并,、并/串轉(zhuǎn)換,，并規(guī)定了幀格式;通信雙方只要采用相同的幀格式和波特率，就能在未共享時(shí)鐘信號(hào)的情況下,，僅用兩根信號(hào)線(Rx  和Tx)就可以完成通信過(guò)程,，因此也稱為異步串行通信,。

若加入一個(gè)合適的電平轉(zhuǎn)換器，如SP3232E,、SP3485,，UART 還能用于RS-232、RS-485 通信,，或與計(jì)算機(jī)的端口連接,。UART  應(yīng)用非常廣泛，手機(jī),、工業(yè)控制,、PC 等應(yīng)用中都要用到UART。

二,、RS-232標(biāo)準(zhǔn)

RS-232是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA(Electronic Industry  Association)制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn),。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào),。RS-232是對(duì)電氣特性以及物理特性的規(guī)定,，只作用于數(shù)據(jù)的傳輸通路上，它并不內(nèi)含對(duì)數(shù)據(jù)的處理方式,。需要說(shuō)明一下,很多人經(jīng)常把RS-232,、RS-422、RS-485  誤稱為通訊協(xié)議,這是很不應(yīng)該的,，其實(shí)它們僅是關(guān)于UART通訊的一個(gè)機(jī)械和電氣接口標(biāo)準(zhǔn)(頂多是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的物理層面),。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25 個(gè)腳的DB-25 連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定,，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定,。后來(lái)IBM的PC 機(jī)將RS-232  簡(jiǎn)化成了DB-9 連接器，從而成為今天的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),。而工業(yè)控制的RS-232 口一般只使用RXD(2),、TXD(3)、GND(5) 三條線,。

三,、RS-485/ RS-422標(biāo)準(zhǔn)

RS-232接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，但這種方式不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能,。于是,，為了解決這個(gè)問題，一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)RS-485產(chǎn)生了,。RS-485的數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,，也稱作平衡傳輸，它使用一對(duì)雙絞線,，將其中一線定義為A,，另一線定義為B,。

通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A,、B之間的正電平在+2～+6V,，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-2～6V,，是另一個(gè)邏輯狀態(tài),。另有一個(gè)信號(hào)地C，在RS-485中還有一“使能”端,，而在RS-422中這是可用可不用的,。

RS-422 的電氣性能與RS-485完全一樣。主要的區(qū)別在于：RS-422 有4 根信號(hào)線：兩根發(fā)送,、兩根接收,。由于RS-422  的收與發(fā)是分開的所以可以同時(shí)收和發(fā)(全雙工)，也正因?yàn)槿p工要求收發(fā)要有單獨(dú)的信道,，所以RS-422適用于兩個(gè)站之間通信,，星型網(wǎng)、環(huán)網(wǎng),，不可用于總線網(wǎng);RS-485  只有2 根信號(hào)線,，所以只能工作在半雙工模式，常用于總線網(wǎng),。

四,、RS-232與RS-485性能對(duì)比

1.抗干擾性：RS485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好,。RS232  接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式,，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾。

2.傳輸距離：RS485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 1200 米(9600bps 時(shí)),，實(shí)際上可達(dá) 3000 米,。RS232  傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 50 米,，實(shí)際上也只能用在 15 米左右,。

3.通信能力：RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，用戶可以利用單一的 RS-485  接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò),。RS-232只允許一對(duì)一通信,。

4.傳輸速率：RS-232傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí),，波特率為 20Kbps,。RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為 10Mbps 。

5.信號(hào)線：RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò),，一般只需二根信號(hào)線,。RS-232 口一般只使用 RXD、TXD,、GND 三條線 ,。

6.電氣電平值：RS-485的邏輯"1"以兩線間的電壓差為+(2-6) V 表示;邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(2-6)V 表 示 。在  RS-232-C 中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系,。即：邏輯"1",，-5- -15V;邏輯"0 " +5- +15V 。

串口是一種非常通用的設(shè)備接口,，是儀器儀表設(shè)備常用的通信接口,，常用于遠(yuǎn)程采集設(shè)備數(shù)據(jù)或者實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。串口的開發(fā)也比較簡(jiǎn)單,，是很多工程師最喜歡的接口之一,。