RS-232
上的之⼀，由(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的标准接⼝。通常 RS-232 接⼝以9个 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，⼀般个⼈上会有两组 RS-232 接⼝，分别称为 COM1 和 COM2。
后来IBM的PC机将RS232简化成了DB-9连接器，从⽽成为事实标准。⽽⼯业控制的RS-232⼝⼀般只使⽤RXD、TXD、GND三条线。
EIA-RS-232C对电⽓特性、和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上：
逻辑1(MARK)=-3V～-15V
逻辑0(SPACE)=+3～+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：
信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～+15V
信号⽆效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V
以上规定说明了RS-232C标准对的。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平⾼于+3V；对于；接通状态（ON）即信号有效的电平⾼于+3V，断开状态（OFF）即信号⽆效的电平低于-3V，也就是当传输电平的⼤于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压⽆意义，低于-15V或⾼于+15V的电压也认为⽆意义，因此，实际⼯作时，应保证电平在-3V～-15V或+3V～+15V之间。 25芯
1 屏蔽地线
2 发送数据 TXD
3 接收数据 RXD
4 发送请求RTS
5 发送清除 CTS
6 数据准备好 DSR
7 信号地 SG
8 载波检测 DCD
9 发送返回（+)
10 未
11 数据发送（-)
12~17 未
18 数据接收（+)
19 未
20 准备好 DTR
21 未
22 振铃 RI
23~24 未
25 接收返回（-)
针脚信号定义作⽤
1DCD载波检测Received Line Signal Detector(Data Carrier Detect)
2RXD接收数据Received Data
3TXD发送数据Transmit Data禁欲主义
王道乾4DTR数据终端准备好Data Terminal Ready刘光亭
5SGND信号地Signal Ground
6DSR数据准备好Data Set Ready
7RTS请求发送Request To Send
8CTS清除发送Clear To Send
9RI振铃提⽰Ring Indicator
缺点
（1）接⼝的信号电平值较⾼，易损坏接⼝电路的，⼜因为与TTL电平不兼容故需使⽤电平转换电路⽅能与TTL电路连接。
（2）较低，在时，为20Kbps；因此在中，综合程序波特率只能采⽤19200，也是这个原因。
（3）接⼝使⽤⼀根信号线和⼀根信号返回线⽽构成共地的传输形式，这种共地传输容易产⽣共模⼲扰，所以抗噪声⼲扰性弱。
（4）传输距离有限，最⼤传输距离标准值为50英尺，实际上也只能⽤在15⽶左右。
注：51单⽚机的串⼝是全双⼯的，并不是说在单向传输的时候，⼀根传数据另⼀根传时钟。
RS485通讯接⼝
十长生
RS485采⽤差分信号负逻辑，+2V～+6V表⽰“0”，- 6V～- 2V表⽰“1”。RS485有两线制和四线制两种
接线，四线制是全双⼯通讯⽅式，两线制是半双⼯通讯⽅式。
RS485和RS232⼀样都是基于串⼝的通讯接⼝，数据收发的操作是⼀致的，但是它们在实际应⽤中通讯模式却有着很⼤的区别，RS232接⼝为全双⼯数据通讯模式，⽽RS485接⼝为半双⼯数据通讯模式，数据的收发不能同时进⾏，为了保证数据收发的不冲突，硬件上是通过⽅向切换来实现的，相应也要求软件上必须将收发的过程严格地分开。
由于PC机默认的只带有RS232接⼝，有两种⽅法可以得到PC上位机的RS485电路：
（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串⼝RS232信号转换成RS485信号，对于情况⽐较复杂的⼯业环境最好是选⽤防浪涌带隔离栅的产品。
（2）通过PCI多串⼝卡，可以直接选⽤输出信号为RS485类型的扩展卡。
RS485接⼝组成的半双⼯⽹络，⼀般是两线制（以前有四线制接法，只能实现点对点的通信⽅式，现很少采⽤），多采⽤屏蔽双绞线传输。这种接线⽅式为总线式拓扑结构在同⼀总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信⽹络中⼀般采⽤的是主从通信⽅式，即⼀个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地⽤⼀对双绞线将各个接⼝的“A”、“B”端连接起来。RS485接⼝连接器采⽤DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接⼝采⽤DB-9（孔），与键盘连接的键盘接⼝RS485采⽤DB-9（针）。 RS-485接⼝的最⼤传输距离标准值为4000英尺，实际上可达1219⽶，另外RS-232接⼝在总线上只允许连接1个收发器，即单站能⼒。⽽RS-485接⼝在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能⼒，这样⽤户可以利⽤单⼀的RS-485接⼝⽅便地建⽴起设备⽹络。
因为RS485接⼝组成的半双⼯⽹络，⼀般只需⼆根连线（⼀般叫AB线），所以RS485接⼝均采⽤屏蔽双绞线传输。
Uart这⾥指的是TTL电平的串⼝；RS232指的是RS232电平的串⼝。
TTL电平是3.3V的，⽽RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，⽽-12~-5V为⾼电平。
Uart串⼝的RXD、TXD等⼀般直接与处理器芯⽚的引脚相连，⽽RS232串⼝的RXD、TXD等⼀般需要经过电平转换(通常由Max232等芯⽚进⾏电平转换)才能接到处理器芯⽚的引脚上，否则这么⾼的电压很可能会把芯⽚烧坏。
我们平时所⽤的电脑的串⼝就是RS232的，当我们在做电路⼯作时，应该注意下外设的串⼝是Uart类型的还是RS232类型的，如果不匹配，应当个转换线(通常这根转换线内有块类似于Max232的芯⽚做电平转换⼯作的)，可不能盲⽬地将两串⼝相连。
串⾏接⼝
串⾏简称，也称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。
总述
的两种最基本的⽅式：同步串⾏通信⽅式和异步串⾏通信⽅式。
同步串⾏是指SPI（Serial Peripheral interface）的缩写，顾名思义就是。SPI总线系统是⼀种同步，它可以使MCU与各种外围设备以串⾏⽅式进⾏通信以交换信息，TRM450是SPI接⼝。
异步串⾏是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通⽤异步接收/发送。UART是⼀个并⾏输⼊成为串⾏输出的芯⽚，通常集成在主板上。UART包含TTL电平的和电平的串⼝。 TTL电平是3.3V的，⽽RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，⽽-12~-5V为⾼电平。
串⾏接⼝按电⽓标准及协议来分包括RS-232-C、、RS485等。RS-232-C、RS-422与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。
电平标准
数字信号的标准
现在常⽤的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有⼀些速度⽐较⾼的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下⾯简单介绍⼀下各⾃的供电电源、电平标准以及使⽤注意事项。
⼀、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）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。TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路（Transistor-Transistor Logic),
Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很⼤空闲，对改善噪声容限并没什么好处，⼜会⽩⽩增⼤系统功耗，还会影响速度。所以后来就把⼀部分“砍”掉了。也就是后⾯的LVTTL。 LVTTL⼜分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL： Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
2.5V LVTTL： Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。
TTL使⽤注意：TTL电平⼀般过冲都会⽐较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻；
TTL电平输⼊脚悬空时是内部认为是⾼电平。要下拉的话应⽤1k以下电阻下拉。
TTL电平长距离传输不了，抗⼲扰不⾏，衰减也⼤。
长距离传输过程只能⽤RS232电平或者485电平，后者更远，在发送部分将TTL转换后，传输，接收部分再将传输电平转换为TTL电平。
TTL作为逻辑电平很好，但是长距离传输确实能⼒有限。
⼆、CMOS电平
COMS集成电路是互补对称⾦属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor）集成电路的英⽂缩写，电路的许多基本逻辑单元都是⽤增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很⼩。
COMS电路的供电电压VDD范围⽐较⼴在+5~+15V均能正常⼯作，电压波动允许±10，当输出电压⾼于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V(VSS为数字地)为逻辑0。CMOS电路输出⾼电平约为0.9Vcc，⽽输出低电平约为0.1Vcc当输⼊电压⾼于VDD-1.5V时为逻辑1，输⼊电压低于VSS+1.5V(VSS为数字地)为逻辑0。CMOS电路中不适⽤的输⼊端不能悬空，否则逻辑混乱
三、RS-232、RS-422与RS-485
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接⼝的电⽓特性做出规定，⽽不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上⽤户可以建⽴⾃⼰的⾼层通信协议。 RS-232、RS-422与RS-485都是串⾏数据接⼝标准，都是由电⼦⼯业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。RS-422由RS-232发展⽽来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了⼀种平衡通信接⼝，将传输速率提⾼到
10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在⼀条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是⼀种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应⽤范围，EIA⼜于1983年在RS-422基础上制定了RS-
485标准，增加了多点、双向通信能⼒，即允许多个发送器连接到同⼀条总线上，同时增加了发送器的驱动能⼒和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
1. RS-232串⾏接⼝标准
⽬前RS-232是PC机与通信⼯业中应⽤最⼴泛的⼀种串⾏接⼝。RS-232被定义为⼀种在低速率串⾏通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输⽅式，即所谓单端通讯。收、发端的数据信号是相对于信号地。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平
在+5~+15V，负电平在-5~-15V电平。当⽆数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的⼯作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V⾄3V左右，所以其共模抑制能⼒差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最⼤为约15⽶，最⾼速率为20Kbps。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3kΩ~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
2. RS-422与RS-485串⾏接⼝标准
（1）平衡传输
RS-422、RS-485与RS-232不⼀样，数据信号采⽤差分传输⽅式，也称作平衡传输，它使⽤⼀对双绞线，将其中⼀线定义为A，另⼀线定义为B。通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V，是⼀个逻辑状态，负电平在-2V~6V，是另⼀个逻辑状态。另有⼀个信号地C，在RS-485中还有⼀“使能”端，⽽在RS-422中这是可⽤可不⽤的。“使能”端是⽤于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作⽤时，发送驱动器处于⾼阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
（2）RS-422电⽓规定
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（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422⽀持点对多的双向通信。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-422的最⼤传输距离为4000英尺（约1219⽶），最⼤传输速率为10Mbps。其平衡双绞线的长度与传输速率成反⽐，在100Kbps速率以下，才可能达到最⼤传输距离。只有在很短的距离下才能获得最⾼速率传输。⼀般100⽶长的双绞线上所能获得的最⼤传输速率仅为1Mbps。RS-422需要⼀终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即⼀般在300⽶以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。
（3）RS-485电⽓规定地源热泵案例
由于RS-485是从RS-422基础上发展⽽来的，所以RS-485许多电⽓规定与RS-422相仿。如都采⽤平衡传输⽅式、都需要在传输线上接终接电阻等。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。RS-485总线，在要求通信距离为⼏⼗⽶到上千⽶时，⼴泛采⽤RS-485 串⾏总线标准。RS-485采⽤平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模⼲扰的能⼒。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。 RS-485采⽤半双⼯⼯作⽅式，任何时候只能有⼀点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485⽤于多点互连时
⾮常⽅便，可以省掉许多信号线。应⽤RS-485 可以联⽹构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V⾄+12V之间，⽽RS-422在-7V⾄+7V之间;RS-485满⾜所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以⽤在RS-422⽹络中应⽤。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10Mbps。平衡双绞线的长度与传输速率成反⽐，在100Kbps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1Mbps。
（4）RS-422与RS-485的⽹络安装注意要点
RS-422可⽀持10个节点，RS-485⽀持32个节点，因此多节点构成⽹络。⽹络拓扑⼀般采⽤终端匹配的总线型结构，不⽀持环形或星形⽹络。在构建⽹络时，应注意如下⼏点：
* 采⽤⼀条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
* 应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发⽣信号的反射。下列⼏种情况易产⽣这种不连续性：总线的不同区段采⽤了不同电缆，或某⼀段总线上有过多收发器紧靠在⼀起安装，再者是过长的分⽀线引出到总线。
总之，应该提供⼀条单⼀、连续的信号通道作为总线。
四、LVDS电平
LVDS（Low Voltage Differential Signal）即低电压差分信号，LVDS接⼝⼜称RS644总线接⼝，是20世纪90年代才出现的⼀种数据传输和接⼝技术。
LVDS的典型⼯作原理如图1所⽰。最基本的LVDS器件就是LVDS驱动器和接收器。LVDS的驱动器由驱动差分线对的电流源组成，电流通常为3.5 mA。LVDS接收器具有很⾼的输⼊阻抗，因此驱动器输出的⼤部分电流都流过100 Ω的匹配电阻，并在接收器的输⼊端产⽣⼤约350 mV的电压。当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流⽅向，因此产⽣有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
LVDS技术在两个标准中被定义：ANSI/TIA/EIA644 (1995年11⽉通过)和IEEE P1596.3 (1996年3⽉通过)。这两个标准中都着重定义了LVDS的电特性，包括：
①低摆幅（约为350 mV）。低电流驱动模式意味着可实现⾼速传输。ANSI/TIA/EIA644建议了655 Mb/s的最⼤速率和1.923 Gb/s 的⽆失真通道上的理论极限速率。
②低压摆幅。恒流源电流驱动，把输出电流限制到约为3.5 mA左右，使跳变期间的尖峰⼲扰最⼩，因⽽产⽣的功耗⾮常⼩。这允许集成电路密度的进⼀步提⾼，即提⾼了PCB板的效能，减少了成本。
③具有相对较慢的边缘速率（dV/dt约为0.300 V/0.3 ns，即为1 V/ns），同时采⽤差分传输形式，使其信号噪声和EMI都⼤为减少，同时也具有较强的抗⼲扰能⼒。
所以，LVDS具有⾼速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。
LVDS的应⽤模式可以有四种形式：
①单向点对点（point to point），这是典型的应⽤模式。
②双向点对点（point to point），能通过⼀对双绞线实现双向的半双⼯通信。可以由标准的LVDS的驱动器和接收器构成；但更好的办法是采⽤总线LVDS驱动器，即BLVDS，这是为总线两端都接负载⽽设计的。
H无穷不确定系统鲁棒稳定
③多分⽀形式(multidrop)，即⼀个驱动器连接多个接收器。当有相同的数据要传给多个负载时，可以采⽤这种应⽤形式。④ 多点结构（multipoint）。此时多点总线⽀持多个驱动器，也可以采⽤BLVDS驱动器。它可以提供双向的半双⼯通信，但是在任⼀时刻，只能有⼀个驱动器⼯作。因⽽发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应⽤场合，选⽤不同的软件协议和硬件⽅案。
为了⽀持LVDS的多点应⽤，即多分⽀结构和多点结构，2001年新推出的多点低压差分信号（MLVDS）国际标准ANSI/TIA/EIA 8992001，规定了⽤于多分⽀结构和多点结构的MLVDS器件的标
准，⽬前已有⼀些MLVDS器件⾯世。
LVDS技术的应⽤领域也⽇渐普遍。在⾼速系统内部、系统背板互连和电缆传输应⽤中，驱动器、接收器、收发器、并串转换器/串并转换器以及其他LVDS器件的应⽤正⽇益⼴泛。接⼝芯⽚供应商正推进LVDS作为下⼀代基础设施的基本构造模块，以⽀持⼿机、中⼼局交换设备以及⽹络主机和计算机、⼯作站之间的互连。
五、ECL电平、PECL电平和LVPECL电平
ECL(EmitterCoupled Logic)即射极耦合逻辑，是带有射随输出结构的典型输⼊输出接⼝电路，如图2所⽰。
ECL电路的最⼤特点是其基本门电路⼯作在⾮饱和状态，因此ECL⼜称为⾮饱和性逻辑。也正因为如此，ECL电路的最⼤优点是具有相当⾼的速度。这种电路的平均延迟时间可达⼏个ns数量级甚⾄更少。传统的ECL以VCC为零电压，VEE为-5.2 V电源，VOH=VCC-0.9 V=-0.9 V，VOL=VCC-1.7 V=-1.7 V，所以ECL电路的逻辑摆幅较⼩（仅约0.8 V）。当电路从⼀种状态过渡到另⼀种状态时，对寄⽣电容的充放电时间将减少，这也是ECL电路具有⾼开关速度的重要原因。另外，ECL电路是由⼀个差分对管和⼀对射随器组成的，所以输⼊阻抗⼤，输出阻抗⼩，驱动能⼒强，信号检测能⼒⾼，差分输出，抗共模⼲扰能⼒强；但是由于单元门的开关管对是轮流导通的，对整个电路来讲没有“截⽌”
状态，所以电路的功耗较⼤。
如果省掉ECL电路中的负电源，采⽤正电源的系统(+5 V)，可将VCC接到正电源⽽VEE接到零点。这样的电平通常被称为
PECL（Positive Emitter Coupled Logic）。如果采⽤+3.3 V供电，则称为LVPECL。当然，此时⾼低电平的定义也是不同的。它的电路如图3、4所⽰。
其中，输出射随器⼯作在正电源范围内，其电流始终存在。这样有利于提⾼开关速度，⽽且标准的输出负载是接50Ω⾄VCC-2 V的电平上。
在使⽤PECL 电路时要注意加电源去耦电路，以免受噪声的⼲扰。输出采⽤交流耦合还是直流耦合，对负载⽹络的形式将会提出不同的需求。直流耦合的接⼝电路有两种⼯作模式：其⼀，对应于近距离传送的情况，采⽤发送端加到地偏置电阻，接收端加端接电阻模式；其⼆，对应于较远距离传送的情况，采⽤接收端通过电阻对提供截⽌电平VTT 和50 Ω的匹配负载的模式。以上都有标准的⼯作模式可供参考，不必赘述。对于交流耦合的接⼝电路，也有⼀种标准⼯作模式，即发送端加到地偏置电阻，耦合电容靠近发送端放置，接收端通过电阻对提供共模电平VBB 和50 Ω的匹配负载的模式。
PECL是⾼速领域内⼀种⼗分重要的逻辑电路，它的优良特性使它⼴泛应⽤于⾼速计算机、⾼速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等⽅⾯。
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