串口 COM口 USB-TTL RS-232 RS-485 不同標準區別

ID:105323 · 發表于 2016-2-23 19:17

有幾個概念玩嵌入式的同志經常搞混。也不怨誰，現在的賣家為了一點可憐的銷量都在故意混淆串口的概念。如果你發現本文有哪里含糊，或者任何一點有可能影響理解的地方，請留言，我會修正以便幫助后來的朋友。

Point(所有要點都在這，請仔細閱讀)：
1、串口、COM口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485指的是串口的電平標準(電信號)。
2、接線的時候，一般只接GND、RX(接收)、TX(發送)。不會接入Vcc等電源線，避免與目標設備上的供電沖突。
   （接線法則：主機的 TX 接目標設備的 RX ，主機的 RX 接目標設備的 TX，但是很多設計人員為了接線更為直觀而故意顛倒標記 RX、TX ，如果有問題可以嘗試交換RX、TX，不會燒壞設備。）
3、PL2303、CP2102、FT232R芯片是用USB來擴展串口(TTL電平輸出)的芯片，需要安裝Windows驅動。
   （常用于筆記本增加串口，注意其兼容性不如板載串口。優先選擇：FT232R >CP2102 > PL2303 ）
4、MAX232芯片是TTL電平與RS232電平的專用雙向轉換芯片，不同引腳實現TTL轉RS-232或RS-232轉TTL的功能。
   （TTL與RS232轉換芯片很多很多，正向、逆向接口數量不同：比如：MAX202、SP213、MAX3232 ）
5、TTL電平標準是 低電平為0，高電平為1（對地，標準數字電路邏輯）。
RS-232電平標準是正電平為0，負電平為1（對地高低，電壓具體數值不敏感，甚至可以用高阻態）。
6、RS-485、RS-422 與RS-232類似，但是采用差分信號邏輯，更適合長距離、高速傳輸。這里略過不講。

7、臺式電腦后邊帶的D型9針插頭（板載串口，公口），是RS-232電平標準的。可以通過MAX232轉換為TTL電平。

串口、COM口：
COM口即串行通訊端口，簡稱串口。這里區別于 USB的“通用串行總線”和“SATA”串行硬盤。
一般我們見到的是兩種物理形式。D型9針插頭（DB9）和4針杜邦頭 兩種，早年的25針串口已被淘汰。

下圖是常見的4針串口，在電路板上常見，經常上邊還帶有杜邦插針。
四針分別為：GND、TX、RX、VCC。其中GND可以通過焊盤接地判斷出來，而VCC一般走線稍粗些。
由于是預留在電路板上的，協議可以有很多種，要看具體設備。

經驗是：不管單片機也好、ARM也罷，這些芯片都是數字邏輯的，電平只有高和低，輸出肯定是TTL電平的。
如果你看到串口線從核心芯片直接連出來，未經其他芯片，那99%是TTL的，STC下載和中九升級都屬此范疇。
我目前還未拆出過直接輸出RS-232的數字邏輯器件。

下圖就是D型9針串口(通俗說法，DB9)，左為母口，右為公口。公口在臺式電腦后邊都可以看到。
(VGA插頭為三排插針，DB9只有兩排。有些板載串口沒有引出，主板找標記“RS232”的10腳牛角座既是)
DB9接口的協議常用的只有三種：RS-232、RS-485和RS-422。絕不會是TTL電平，80%的可能性是RS-232。
9針串口的完整定義可以參考這里：http://wenku.baidu.com/view/5c170c6925c52cc58bd6be6e.html

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下圖是個USB轉TTL串口的小板(TTL電平)，可以用USB擴展出一個串口。芯片為PL2303HX。
淘寶賣家經常故意混淆各種串口，但是這個確實是可以給 STC單片機下載程序和升級中九盒子的。

這是另一種，CP2102芯片的，也是USB轉串口(TTL電平)。據說比PL2303的好，實際使用中表現并不明顯。
這個小板引出了芯片內置的LDO，多了個+3.3V 電源輸出端，可以用于驅動小電流的負載設備。

上邊介紹的都是USB轉TTL電平的串口，如果目標設備上是RS-232串口(D型9針接口)咋弄？
再串接一片 MAX232 轉換成RS-232電平就行，一個MAX232內部有兩個T，兩個R，下圖只用了一組T/R。

你也可以搭一個簡單的比較器電路，來實現TTL轉RS-232的功能，仔細看圖有助于理解電平的概念。
(注意下圖中TTL端的GND與GND232隔離。MAX232內置了倍壓電路來實現升壓，所以不需要外接正負電源。)

當然，早有人想到了做一款成品。USB轉RS-232串口。
仔細看下圖(從右到左)，USB經過PL2303轉成了TTL串口(中間那四個窟窿可以引出)，再經由MAX232轉換為RS-232電平，9針串口引出。（公口，泛指所有帶針的口，樣子與臺式電腦后邊自帶的串口相同。）

下面這是另一款：電平轉換依舊用的是 MAX232 ，大同小異。
注意這個輸出好像是母口，跟電腦后邊的接口不同，千萬不要買錯性別。

進階：MAX232只能轉換兩個T和兩個R，無法實現完整的9針全串口電平轉換，所以此類串口轉接板只有TX、RX和GND三針有效，對于涉及到串口中其他控制線的目標設備不適用。（PL2303等芯片都轉出了TTL電平的全部引腳，只不過MAX232只用到了TX和RX。若要全串口電平轉換，MAX3232可以實現。）

你或許會買到如下圖這種：看起來里邊只有一個牛屎芯片的。
但是記住一點，只要是 D型9針串口，不會是TTL電平的，沒特殊說明就默認是RS-232。
所以這根線，不管里邊構造怎樣的，是 USB轉RS-232串口的線，內置了電平轉換芯片。
如果想用來給STC單片機下載或者升級中九盒子，需要額外再串接一個MAX232板子轉換成TTL電平。

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