一、串口的概念串口简称串行口，也叫串行通信接口或串行通信接口(通常指COM接口)，是一种采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(SerialInterface)是指数据逐位顺序传输，特点是通信线路简单，只要一对传输线(电话线可以直接作为传输线)就可以实现双向通信，大大降低了成本，特别适合远距离通信，但传输速度较慢。
二、串口的数据传输现在人们使用的所有计算机操作系统都是支持串口的，因为它在计算机中已经存在了几十年。并口的发明比串口晚得多，也快得多。USB口的历史只有几年，很可能在未来几年内完全取代串口和并口。
它被命名为“串行”端口，因为它将“序列化”数据。更具体地说，它一次获取一个字节的数据，并传输该字节的8位。这样做的好处是串口只需要一根线传输8位，而并口需要8位。相应的缺点是，当它有八条线路时，它需要八倍的时间来传输数据。此外，串口还可以降低线缆成本，使线缆更小。
在发送每个字节的数据之前，串行端口发送一个起始位，它是一个值为0的单个位。发送完每个字节的数据后，它会发送一个停止位，表示该字节已经发送。此外，它还可以发送奇偶校验位。
串行端口也称为通信(COM)端口，是一种双向端口。在双向通信中，每个设备都可以接收和发送数据。串行设备使用不同的引脚来接收和传输数据。——如果使用相同的pin，通信将被限制为半双工模式，这意味着信息一次只能在一个方向上传播。使用不同的引脚可以实现全双工通信。在这种模式下，信息可以同时在两个方向上传播。
串口依靠专用控制器芯片通用异步收发器(UART)来实现自己的功能。UART芯片从计算机的系统总线获得并行输出，然后转换成串行形式，通过串口传输。为了提高效率，大多数UART芯片都内置了16到64千字节的缓冲区。使用这个缓冲器，芯片可以缓存来自系统总线的数据，同时处理流向串行端口的数据。大部分标准串口的最大传输速率为115Kbps(千比特每秒)，增强型串口(ESP)、超级增强型串口(Super ESP)等高速串口可以达到460Kbps的数据传输速率。
三、串口的三大类及功能1、RS-232又称标准串口，是最常用的串行通信接口。1970年，它是由美国电子工业协会(EIA)和贝尔系统、调制解调器制造商和计算机终端制造商共同制定的串行通信标准。它的全称是“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准的25芯D型插头插座(DB25)。后来简化为9芯D型插座(DB9)，现在应用中很少使用25芯插头插座。
RS-232采用非平衡传输方式，称为单端通信。因为发射电平和接收电平之间的差只有大约2V到3V，所以它的共模抑制能力很差。加上双绞线上的分布电容，其最大传输距离约为15m，最大速度为20kB/s.RS-232是为点对点通信而设计的(即只使用一对收发器件)，其驱动负载为3 ~ 7k。因此RS-232适用于本地设备之间的通信。
2、RS-422标准称为“平衡电压数字接口电路的电气特性”，定义了接口电路的特性。典型的RS-422是一个四线接口。其实还有一根信号地线，一共五根线。其DB9连接器引脚定义。由于接收端采用高输入阻抗，发送驱动器比RS232具有更强的驱动能力，所以允许在同一条传输线上连接多个接收节点，最多10个节点。也就是一个主人，其余的都是奴隶。从机之间不能互相通信，所以RS-422支持一点对多的双向通信。接收机的输入阻抗为4k，因此发射机的最大负载能力为104k 100(终端电阻)。由于RS-422四线接口采用独立的发送和接收通道，因此不需要控制数据方向，设备之间任何必要的信号交换都可以通过软件(XON/XOFF握手)或硬件(一对独立的双绞线)来实现。
RS-422最大传输距离为1219米，最大传输速率为10 MB/s，平衡双绞线的长度与传输速率成反比，最大传输距离只能达到100kb/s速率以下。只能在短距离内获得最高的传输速率。一般来说，100米长的双绞线上的最大传输速率只有1 MB/s。
3、RS485是由RS-422发展而来的，所以RS-485的很多电气规定都和RS-422类似。如果采用平衡传输模式，则需要在传输线上连接终端电阻。RS-485可以采用两线制和四线制模式，两线制模式可以实现真正的多点双向通信。采用四线连接时，只能像RS-422一样实现点对多的通信，即只能有一个主设备，其余都是从设备，但这是对RS-422的改进，无论四线还是两线连接方式，都可以多连接32个设备到总线上。
RS-485和RS-422的区别在于它们的共模输出电压不同。RS-485在-7V到12V之间，RS-422在-7V到7V之间。RS-485接收器最小输入阻抗为12k，RS-422最小输入阻抗为4k。由于RS-485符合RS-422的所有规范，因此RS-485的驱动程序可以应用于RS-422网络。
与RS-422一样，RS-485的最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10 MB/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，当传输速率低于100 KB/s时，可以使用最长的电缆长度.只能在短距离内获得最高的传输速率。一般百米双绞线最大传输速率只有1 MB/s。
四、RS232典型应用电路五、RS422光电隔离保护电路光电隔离器可以组成多种应用电路，如光电隔离电路、长传输线隔离器、TTL电路驱动器、CMOS电路驱动器、脉冲放大器等。
六、带隔离的RS485电路的基本原理与基本电路相似。使用DC-DC器件可以产生一组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于为RS485收发器提供5V电源。电路中光耦的速度会影响RS485电路的通信速度。上图选用的是NEC的光耦PS2501。由于其影响，该电路的通信速率控制在19200bps。
上图是最基本的RS485电路。当R/D较低时，禁止发送，接收有效；当R/D为高时，传输有效，接收被切断。上拉电阻R7和下拉电阻R8用于保证未连接的SP485R芯片空闲，提供网络故障保护，提高RS485节点和网络的可靠性。这三个电阻器R7、R8和R9的大小需要根据实际应用来改变，特别是当使用120欧姆或更小的终端电阻器时，不需要R9。此时，R7和R8使用680欧姆的电阻。正常情况下，R7=R8=4.7K，不需要R9。
在该图中，位于6.8V的管V4、V5和V6都被设计成保护RS485总线并避免外部干扰。也可以选择集成总线，保护原有。此外，图中的L1、L2、C1、C2是可选元件，用于改善电路的EMI性能。
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