文章目錄

• 1.UART概念
• • 1.1硬件連接
• 2. RS232總線協議
• • 2.1硬件連接
• 3. RS485總線協議
• • 3.1硬件連接

1.UART概念

??UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter），稱為通用異步收發器，是一種通用串行數據總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現全雙工傳輸和接收。

1.1硬件連接

??UART有兩根數據線，分別是TXD（發送）和RXD（接收）。UART使用的是TTL電平，TTL電平就是直接從單片機發出的電平信號，通常定義為：
??邏輯高電平: 2.4V–5V 邏輯低電平: 0V–0.5V


但是uart還存在著許多問題：

電氣接口不統一：
UART只是對信號的時序進行了定義，而未定義接口的電氣特性;
UART通信時一般直接使用處理器使用的電平，即TTL電平，但不同的處理器使用的電平存在差異，所以不同的處理器使用UART通信時一般不能直接相連;
UART沒有規定不同器件連接時連接器的標準，所以不同器件之間通過UART通信時連接很不方便。

抗干擾能力差：
UART一般直接使用TTL信號來表示0和1，但TTL信號的抗干擾能力較差，數據在傳輸過程中很容易出錯。

通信距離極短：
因為TTL信號的抗干擾能力較差，所以其通信距離也很短，一般只能用于一個電路板上的兩個不芯片之間的通信。

為了解決這些問題，從而引入了RS232總線協議。

2. RS232總線協議

??RS232協議是在1970年由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、調制解調器廠家、計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準：該標準規定采用一個標準的連接器，標準中對連接器的每個引腳的作用加以規定，還對信號的電平加以規定。

• 接口
  該標準規定采用一個25引腳的DB-25連接器，標準中對連接器的每個引腳的信號內容加以規定還對各種信號的電平加以規定；后來IBM的PC機將RS232簡化成了DB-9連接器，后來成為事實標準；現在工業控制的RS-232接口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。
• 信號
  該標準規定 邏輯“1” 的電平為-5v到-15v， 邏輯“0” 的電平為+5v到+15v，選用該電氣標準的目的在于提高抗干擾能力，增大通住距離其傳送距離一般可達15m。

2.1硬件連接

??雖然很多處理器中都會集成UART控制器，但處理器產生的信號一般都是TTL信號并不是符合RS232標準的信號，所以一般我們還需要在處理器外部去添加電路對信號的電平進行轉換：

雖然RS232總線協議解決了uart存在的一些問題，但是它仍然存在著一些缺陷：

• 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容，所以需要使用電平轉換芯片才能與TTL電路連接；
• 通信速度較低；
• 易產生共模干擾，抗噪聲干擾性弱；
• 傳輸距離較短（15m)。

為了解決這些問題，從而引入了RS485總線協議。

3. RS485總線協議

??該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義；使用該標準的通信網絡能在遠距離條件下以及電子噪聲大的環境下有效傳輸信號；該標準允許連接多個收發器，即具有多站能力，這樣可以利用單一的RS485接口方便地建立起一個設備網絡。

• 接口：
  RS485采用兩線制，這種接線方式為總線式拓撲結構，在同一總線上可以同時存在多個節點;
  因為采用兩線制。數據的發送和接收都要使用這對差分信號線，發送和接收不能同時進行，所以只能采用半雙工的方式工作，編程時也需要加以處理。

• 信號：
  RS485標準規定采用差分信號進行數據傳輸。兩線間的電壓差為+2v到+6v表示邏輯“1”，兩線間的電壓差為-2v到-6v表示邏輯“0”；使用差分信號能有效地減少噪聲信號的干擾，延長通信距離，RS485的通信距離可以達到1500m；RS485接口信號的電平比RS232降低了，所以不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便地與TTL電路連接。

3.1硬件連接

??雖然很多處理器中都會集成UART控制器，但處理器產生的信號一般都是TTL信號并不是符合RS485標準的信號，所以一般我們還需要在處理器外部去添加電路將TTL信號轉換成差分信號：

RS485總線的優勢：

• 接口的信號電平值較低，不易損壞接口電路的芯片，且與TTL電平兼容，可方便地與TTL電路連接；
• 通信速度快；
• 抗噪聲干擾強；
• 傳輸距離遠（1500m）；
• 可實現多節點組網（主從機制）。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的UART总线协议详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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