硬件常识_串口相关

文章目录

  • 一、前言
  • 二、学习
    • 串口
    • DB9
    • RS232
    • RS485
    • USB
  • 三、总结


一、前言

作为一只厂狗,经常听到一些词,“RS232”、“RS485”、“串口”、“DB9”…
在我眼里,一律是这个玩意儿,

硬件常识_串口相关_第1张图片

为什么会产生这种(错误的)认识呢?
因为有人告诉我上图中的物体叫 USB转485数据线
USB我认识啊,就是左边的那个接头;那剩下的一个头就是485咯。
再加上插上这两个头的通信叫串口通信,这玩意儿叫串口线好像也没啥问题。
那USB转232数据线的外观和上图一样,所以我自然以为是一个东西。
很明显,这种认识的方式不对的。所以有必要从头学习一下。


二、学习

串口

串口(Serial Port),是串行端口的简称。也有叫串行接口的,接口更有硬件端口的含义,侧重于物理接口。

串行通信是一种通信方式,数据在通信线上一位一位地顺序传输。

而端口就是设备与外界通信的进出口的意思。

串口常用于实现计算机与外部设备之间的串行通信。

DB9

D型数据接口连接器,用于连接电子设备(比如:计算机与外设)的接口标准。因形状类似于英文字母D,故得名D型接口。

硬件常识_串口相关_第2张图片

那为什么叫DB9,而不是D9呢。
因为D型接口根据口(母头)/针脚(公头)的数量可以细分为A型(15针),B型(25针),C型(37针),D型(50针),E型(9针)。而又由于早期B型(25针)用的比较多,人们叫习惯了DB口。所以后来,其它数量针脚的型号也叫DB口了(其实按标准叫法,9针的叫DE9,25针的叫DB25)。

DB后面的数字是针脚的数量。

RS232

RS-232,全称是EIA-RS-232C,EIA是Electronic Industry Association——代表美国电子工业协会;RS是Recommended Standard——表示推荐标准;232是标识号;C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。这里只介绍EIA RS-232C(简称232,RS232)。

那很显然,232是一种标准,标准就是一种统一的规定
那232规定了啥?
它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。

  • 接线/连接:PC中的串口的典型是232及其兼容接口,串口引脚有9针和25针两类。一般的PC中使用的是9针的接口。9针的232串口引脚定义如下:
    硬件常识_串口相关_第3张图片
    也就是说,232通常采用DB9或DB25连接器来实现设备之间的连接,并对引脚做了定义。
  • 信号电平方面:规定了RS-232C采用负逻辑规定逻辑电平,-3V—-15V为逻辑“1”电平,+3V—+15V为“0”电平(这是怎么得到的?经过大量实践,综合评定得出的)。
  • 传输速率方面:PC提供的串行端口终端的传输速度一般都可以达到115200bps甚至更高,标准串口能够提供的传输速度主要有以下波特率:1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bsp、38400bps、57600bps、115200bps等,在仪器仪表或工业控制场合,9600bps是最常见的传输速度,在传输距离较近时,使用最高传输速度也是可以的。传输距距离和传输速度的关系成反比,适当地降低传输速度,可以延长RS-232的传输距离,提高通讯的稳定性。

RS485

有了232做铺垫,那485显然也是一种标准。
485隶属于OSI模型物理层的电气特性规定为2线、半双工、平衡传输线多点通信的标准。它是一种差分信号的串行通信标准。与 RS-232 相比,RS-485 具有更高的通信速率、更远的通信距离以及更好的抗干扰性能,被广泛应用于工业控制、楼宇自动化、远程传感器读取等领域。

USB

所以,其实USB也是一种标准。
USB采用四线电缆,其中两根是用来传送数据的串行通道,另两根为下游(Downstream)设备提供电源,对于任何已经成功连接且相互识别的外设,将以双方设备均能够支持的最高速率传输数据。

USB怎么能是四线呢?
它明明是一个大方口:

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其实这个大方口是USB的接口罢了。
和软件一样,为了方便使用(插拔),硬件电路通常不会暴露最原始的几根线/针脚,而会把它们封装成一个接口。

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三、总结

  • 232、485、USB严格来讲是标准的简称;但平时说的232,485,USB可能是遵循相应标准的接口;
  • DB9是9针的D型接口;
  • 串口是串行通信的端口(这个层面上来说,平常说的USB也可以算是串口?);
  • USB转485,实际上是把USB标准的口转成485标准的口(因为涉及到电气标准、连接方式等变化,所以通常是设计一个转换电路,并且在接口处封装)。

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