RS232和RS485

物理层

1. 存在的问题

电器接口不统一。一般通讯协议只是对信号的时序和格式进行定义，未定义接口的电气特性

• 单片机通信一般直接使用从处理器的TTL电平，但不同的处理器使用的电平存在差异，导致不同处理器一般不能使用连接
• 抗干扰能力差。TTL信号表示0和1，但TTL信号的抗干扰能力差，数据在传输过程中很容易出错；而且通信距离极短，一般只能用于电路板上的两个不同芯片之间的传输

2. RS232协议

接口：该标准规定一个25引脚的DB-25连接器，标准中对连接器的每个引脚信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定，后来IBM将其简化成DB-9连接器，现在工业控制RS-232接口一般只用到RX、TX、GND三条线。


在目前常见的串口通讯中，一般只使用RXD、TXD和GND三条线直接传输数据，其它的都被裁剪掉了

信号：标准规定逻辑1的电平是-5到-15，逻辑0电平是+5到+15V，提高了抗干扰能力和通信距离，一般可达15m

实现方式：为了解决两个器件使用TTL电平无法通信问题，可以在两个器件之间加上RS232的电平转换芯片，实现两个器件之间通过RS232协议进行通信

存在的问题： 接口的信号电平值较高，容易损坏接口电路的芯片；通信速度低，抗干扰性弱，传输距离短等

3. RS485协议

接口：

• 该标准允许使用多个收发器，可以利用单一的RS485接口建立起一个设备网络。主机和从机是软件编程实现的，可以参考I2C协议的方式
  

• RS485采用两线制，数据的发送和接受都要使用差分信号线，因此不通同时发送和接收，所以只能采用半双工的工作方式。因此编程的时候要进行处理

信号：RS485标准规定采用差分信号进行数据传输，即两根线之间的电压差。两线之间的电压差为+2V到+6V表示逻辑1，电压差为-2V到-6V表示逻辑0。

实现方式：可以同RS232一样在两个器件之间添加电平转换芯片来实现

优点： 有效减少信号干扰，延长通信距离可达1500m，且比RS232降低了电平，不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，方便与TTL电路连接，通信速度快，可以组成网络
损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，方便与TTL电路连接，通信速度快，可以组成网络

通讯方式

1. 串行与并行

串行通讯：通过少量的数据线(一般8根以下)，地线以及控制线，按数据位形式逐位传输，一次同时只能传输1个bit。
并行通讯：使用多根数据线进行传输的通讯方式，一次同时可以传输多bit数据

二者对比

2. 全双工、半双工、单工

3. 同步与异步

根据通讯的数据同步方式，又分为同步和异步两种，可以根据通讯过程中是否有使用到时钟信号进行简单的区分。

同步通讯：收发双方会使用一根信号线表示时钟信号，通讯中双方会统一规定在时钟信号的上升沿或下降沿对数据线进行采样。

异步通讯异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步，而是直接在数据信号中穿插一些同步用的信号位，或者把主体数据进行打包，以双方约定数据的传输速率通过数据帧的格式传输数据