串口COM口USBTTLRS232RS485rs422不同标准区别释疑.docx

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串口COM口USBTTLRS232RS485rs422不同标准区别释疑

串口、COM口、USB-TTL、RS-232、RS-485不同标准区别释疑

有几个概念玩嵌入式的同志经常搞混。

也不怨谁，现在的卖家为了一点可怜的销量都在故意混淆串口的概念。

如果你发现本文有哪里含糊，或者任何一点有可能影响理解的地方，请留言，我会修正以便帮助后来的朋友。

Point （所有要点都在这，请仔细阅读）：

No.1、串口、COM口是指的物理接口形式（硬件）。

而TTL、RS-232、RS-485指的是串口的电平标准（电信号）。

No.2、接线的时候，一般只接GND、RX（接收）、TX（发送）。

不接Vcc等电源线，避免与目标设备上的供电冲突。

（接线法则：

主机的TX接目标设备的RX，主机的RX 接目标设备的TX。

很多设计人员为了接线更为直观而故意颠倒标记RX、TX，可以串200-1kΩ电阻之后尝试交换。

或No.4的方法。

）

No.3、串口通讯一般不含握手协议，所以可以只接GND、RX用于纯接收，或只接GND、TX用于纯发送。

No.4、串口接线错误可能会烧坏芯片，比如：

一个TX拉高的1灌到了另一个TX拉低的0。

（不确定目标接线定义的时候，可以拿确定为RX的线试接另一个设备的TX和RX，看是否收到数据。

）

No.5、CH340、PL2303、CP2102、FT232R芯片是USB转成串口（TTL电平输出）的芯片，需要安装Windows驱动。

（常用于笔记本增加串口，注意其兼容性不如板载串口。

优先选择：

FT232R>CP2102 >PL2303）

No.6、MAX232是TTL电平与RS232电平的 双向转换芯片，不同引脚实现TTL转RS-232或RS-232转TTL的功能。

（TTL与RS232转换芯片很多很多，正向、逆向接口数量不同：

比如：

MAX202、SP213、MAX3232）

No.7、TTL电平标准是低电平为0，高电平为1（对GND线电压，标准数字电路逻辑）。

RS-232电平标准是电平为0，负电平为1（对GND线高低？

，压具体数值不太敏感）。

No.8、RS-485、RS-422与RS-232类似，但是采用差分信号逻辑，更适合抗干扰/高速传输。

这里略过不讲。

No.9、台式电脑后边的D型9针插头（板载串口，公口），是RS-232电平的。

可以通过MAX232转换为TTL电平。

串口、COM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“SATA”串行硬盘接口。

一般我们见到的是两种物理形式。

D型9针插头（DB9）和 4针杜邦头 两种，早年的25针串口已被淘汰。

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。

四针分别为：

GND、TX、RX、VCC。

其中GND可以通过焊盘接地判断出来，而VCC一般走线稍粗些。

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。

经验是：

不管单片机也好、ARM也罢，这些芯片都是数字逻辑的，电平只有高和低，输出肯定是TTL电平的。

如果你看到串口线从核心芯片直接连出来，未经其他芯片，那99%是TTL的。

STC下载和中九升级都属此范畴。

我目前还未拆出过直接输出RS-232的数字逻辑器件。

下图就是D型9针串口（通俗说法，DB9），左为母口，右为公口。

公口在台式电脑后边都可以看到。

VGA（即视频线）插头为三排插针，DB9只有两排。

有些板载串口没有引出，主板找标记“RS232”的10脚牛角座既是）

DB9接口的协议常用的只有三种：

RS-232、RS-485和RS-422。

一般不会是TTL电平，嵌入式设备80%的可能性是RS-232，工业控制设备80%可能是RS-485。

其中RS-232在DB9上的针脚定义有标准规范，跨行业/跨设备通用，而RS-485和RS-422基本只有企业规范了。

9针RS-232串口的完整定义可以参考这里：

下图是个USB转TTL串口的小板（TTL电平），可以用USB扩展出一个串口。

芯片为PL2303HX。

淘宝卖家经常故意混淆各种串口，但是这个确实是可以给STC单片机下载程序和升级中九盒子的。

这是另一种，CP2102芯片的，也是USB转串口（TTL电平）。

据说比PL2303的好，实际使用中表现并不明显。

这个小板引出了芯片内置的LDO，多了个+3.3V电源输出端，可以用于驱动小电流的负载设备。

在这里说一下，TTL电平还有不同电压的区别，常见3.3V和5V版本。

比如某板的核心芯片为3.3V，那么它输出的逻辑1就是3.3V。

这个转接板和5V的设备对接，电压触发阈值一般可以满足，建议串470-1k电阻做保险。

除了PL232和CP2102，还有CH340和FT232之类的USB转TTL芯片，不再详述。

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上边介绍的都是USB转TTL电平的串口，如果目标设备上是RS-232串口（D型9针接口）咋弄？

再串接一片MAX232转换成RS-232电平就行，一个MAX232内部有两个T，两个R，下图只用了一组T/R。

如果采用公头，连接方法是：

MAX232（14,7）连接公头（3），MAX232（13,8）连接公头

（2）。

如果采用母头，连接方法是：

MAX232（14,7）连接母头

（2），MAX232（13,,8）连接公头（3）

你也可以搭一个简单的比较器电路，来实现TTL转RS-232的功能，仔细看图有助于理解电平的概念。

注意下图中TTL端的GND-TTL与GND232分开考虑。

红色为TTL转RS232功能部分，蓝色为RS232转TTL。

）

（这里插播一点我的电路体系：

在没涉及电磁波之前，电压这个东西可以当它不存在，电子流动所表现出来的电流才是分析的主体，电流受到阻碍，才会在两端体现出压差。

电压永远是差值，某点对某点的差值，然而所有课本总是封装成整套的高级理论一股脑砸给初学者，导致了很多人一辈子都未能形成统一的电路体系。

就下边这个电路来说，TxTTL电压大于12/（6.8+1）V时，运放开启了Rx232对GND-TTL的通路。

然后我们视线转移到右侧两个560Ω的电阻上，GND232对GND-TTL是6V，而Rx232与GND-TTL相通，那么Rx232对GND232不就是负6V么？

这是一个参考系的转移，右侧电路并不知道GND-TTL的存在，只知道Rx232与GND232之间的压差。

那么，多出来的负6伏不会有额外的电流么？

这就是我说的问题，这其实是同一批电流流经下方560Ω电阻，在电阻两端所产生的压差，Get？

电子流动受阻表现出电压，反映到系统里边呈现出两端的压差，而不是电压产生电流。

咦，哪里不对？

运放的输入为什么要用电压来考虑？

因为运放太复杂，运放设计时就花了很大力气去优化电流路径使之表现出更好的电压特性，用封装起来的电压体系去分析运放的外部表现比较容易理解。

既然是电流产生电压，那驱动电子流动的能量是什么？

举个例子就明白了，水塔。

水塔内部控制的还是进水的流速，经过水池的缓冲，对外表现出水压的一致，这就是我们看到的恒压源。

水压和流速都是水分子集总表现出来的宏观性状/现象，而不是水流动的原因，重力才是。

对电路来说，驱动电子的是沿电路形成的电场，其根源在于电源单向搬移电子的速度。

变压器+整流桥不就是液压造浪机+单向阀么？

）

扯远了。

MAX232内置了倍压电路来实现升压/负压，所以不需要上图所示的正负电源。

同时带来一个特征，倍压电路需要多个蓄能电容，芯片内部做不下，可以依此在接口附近找芯片确定串口电平。

当然，早有人想到了做一款成品。

USB转RS-232串口。

仔细看下图（从右到左），USB经过PL2303转成了TTL串口（中间那四个窟窿可以引出），再经由MAX232转换为RS-232电平，9针串口引出。

（公口，泛指所有带针的口，样子与台式电脑后边自带的串口相同。

）

下面这是另一款：

电平转换依旧用的是MAX232，大同小异。

注意这个输出好像是母口，跟电脑后边的接口不同，千万不要买错性别。

进阶：

MAX232只能转换两个T和两个R，无法实现完整的9针全串口电平转换，所以此类串口转接板只有TX、RX和GND三针有效，对于涉及到串口中其他控制线的目标设备不适用。

（PL2303等芯片都转出了TTL电平的全部引脚，只不过MAX232通道数量有限，所以DB9一端很少功能完整的串口。

若要全串口电平转换，MAX3232可以实现。

）

你或许会买到如下图这种：

看起来里边只有一个牛屎芯片的。

但是记住一点，只要是D型9针串口，不会是TTL电平的，没特殊说明就默认是RS-232。

所以这根线，不管里边构造怎样的，是USB转RS-232串口的线，内置了电平转换芯片。

如果想用来给STC单片机下载或者升级中九盒子，需要额外再串接一个MAX232板子 转换回TTL电平。

【整理】TTL和RS232之间的详细对比

【背景】：

之前就听过TTL，一直没搞懂其和RS232的区别。

最近，打算去买个USB转RS232的芯片，结果找到此产品：

六合一多功能USB转UART串口模块CP2102usbTTL485232互转自恢复

正面：

背面：

其中的：

以及引脚说明：

都提到了，不仅仅支持RS232，还支持TTL。

所以，再次遇到TTL，需要去搞清楚，TTL和RS232的区别。

【折腾过程】

1.参考：

RS-232vs.TTLSerialCommunication

整理如下：

常见的微控制器中，都有了内置的UART（UniversallyAsynchronousReceiver/Transmitter）。

UART可以用来已串行方式收发数据。

UART是，以固定的某个速率（1200bps,9600bps,115200bps等），一次只能只传输一个bit比特位（所以叫做串行传输）

这种串行通信的方法，有时候也被叫做TTL（Transistor-TransistorLogic）Serial。

这种串行通信，在TTL级别上来说，对应的物理电平，始终是在0V和Vcc之间，其中常见的Vcc是5V或3.3V。

其中：

逻辑高电平==’1’==Vcc

逻辑低电平==’0’==0V

与此相对应的是：

你的（台式机，笔记本等）电脑中的串口，是和RS232（通信标准）所兼容的（所一致的）=>不是和TTL的标准所一致的

RS232和TTL在软件协议层面是一样的

RS232的标准中，和你的微控制器中的串行信号所一样的，有：

▪也是：

一次只传输一个bit比特位->表示是serial

▪也是：

也是以某个固定的速率去传输的->baudrate

▪也是：

带或不带，parity极性->即校验位

▪也是：

带或不带，停止位stopbit（s）

RS232和TTL唯一不同在于硬件：

电平表示的逻辑含义不同（相反）

RS232和TTL，唯一的，最根本的不同在于：

硬件（机制）不同：

（1）TTL

逻辑高电平==’1‘==Vcc==3.3V或5V

逻辑低电平==’0‘==0V==0V

（3）RS232：

逻辑高电平==’0‘==负电压==-3V~-25V==常为：

-13V

逻辑低电平==’1‘==正电压==3V~25V==常为：

13V

为何RS232中要（很奇怪的）用负电压表示逻辑高电平呢？

按理来说：

TTL用正电压（3.3V或5V）表示逻辑1，用0电压表示逻辑0，是相对来说，比较符合人类的逻辑的

但是，为何RS232却，很奇怪的，用负电压表示逻辑高电平==1，呢？

那是因为：

此设计（用负电压表示逻辑1，正电压表示逻辑0）相对来说，更加：

▪抗（外界的电磁）干扰

▪抗外界的（电磁信号）噪音干扰

▪抗（信号的）衰减

o使得和同样的TTL信号相比，RS232信号可以传输的更远

由此使得：

信号传输，相对更加稳定和可靠。

RS232和TTL时序图对比

对于同样传输0b01010101来说，RS232和TTL的时序对比：

RS232和TTL之间的转换

RS232和TTL之间的转换，不仅仅是简单的电平转换，还要考虑到其他一些因素，比如调节和矫正一些电平（提高或降低对应的电平），确保可能的有害的RS232电压不会破坏微控制器的串口针脚。

关于如何在RS232和TTL之间转换，目前已经有很多种解决方案了。

比如：

RS-232vs.TTLSerialCommunication

中的MAX-232。