UART和RS232/RS485的关系是什么(转）？

转自http://wpp9977777.blog.163.com/blog/static/4625100720138411281980/

    串口通讯是电子工程师和嵌入式开发工程师面对的最基本问题，RS232则是其中最简单最常用的通讯方式。但是初学者往往搞不清有关的名词如UART和RS232或RS485之间是什么关系，因为它们经常被放到语句中同等的位置使用。在百度搜索二者的区别，可以看到排在最前面的答案充斥着混淆的概念。就此，谈谈我对这几个概念的理解，希望能帮初学者厘清它们之间的关系。

~

~

       通讯问题，和交通是一样的。串口通信，我们这里可以用公交来类比。

                

       公交运行可以简单分成两个部分：

       1、车站

       2、公路

       其中车站决定了车上装什么（人），怎么发送（班次）等。

       当汽车跑在路上，就要遵守公路交通的规则，过桥有过桥的规则，高速有高速的规则，和车站没有关系了。

~

       回到串口通讯，其实，UART就相当于车站，而RS232/RS485则对应于公路的规则。

        UART，是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），既然是“器”，显然，它就是个设备而已，要完成一个特定的功能的硬件，它本身并不是协议。那么它要完成什么功能呢？它的最基本功能，是串行数据和并行数据之间的转换。我们知道，计算机中的数据以Byte为基本单位，对一个Byte的存取是并行的，即，同时取得/写入8个bit。而串行通信，需要把这个Byte“打碎”，按照时间顺序来收发以实现串行。例如：

       内存中的数据是： 1 1 1 0 0 1 0 1

       串行发送的实际效果是（按时间排序【注1】）：

       1

       0

       1

       0

       0

       1

       1

       1

      接收则是上述过程的逆过程。

      这就是UART做的最基本工作，进一步的，它还要控制“发车的班次”，比如确认一个Byte的这8个bit是什么时候开始的，又是什么时候结束的，两个班次之间至少要隔多长时间的缓冲，等等。这一部分，也具有协议的特征，但是相对于道路上的协议，更具有一般性，或曰，是与车在什么道路上开，相对独立的。

       那么道路上的规定是什么样的呢？

        RS232/RS485，是两种不同的电气协议，也就是说，是对电气特性以及物理特性的规定，作用于数据的传输通路上，它并不内含对数据的处理方式。比如，最显著的特征是：RS232使用 3－15v有效电平，而UART，因为对电气特性并没有规定，所以直接使用CPU使用的电平，就是所谓的TTL电平（可能在0~3.3V之间）。更具体的，电气的特性也决定了线路的连接方式，比如RS232，规定用电平表示数据，因此线路就是单线路的，用两根线才能达到全双工的目的；而RS485，  使用差分电平表示数据，因此，必须用两根线才能达到传输数据的基本要求，要实现全双工，必需用4根线。但是，无论使用RS232还是RS485，它们与UART是相对独立的，但是由于电气特性的差别，必须要有专用的器件和UART接驳，才能完成数据在线路和UART之间的正常流动。

        

        RS232甚至规定了接口的具体样式，图为DB9接口

~

      总结：从某种意义上，可以说，线路上存在的仅仅是电流，RS232/RS485规定了这些电流在什么样的线路上流动和流动的样式；在UART那里，电流才被解释和组装成数据，并变成CPU可直接读写的形式。

~

~

      【注1】这里是例子是小端发送模式，是基本的串口传输方式，但是，大端模式的串口传输模式也是存在的，少见而已。

cp4推荐阅读：

• Linux下RS232和RS485编程有什么区别？2013-09-04 23:14:52