电路常见的通信接口

1,TTL/232/485/422简介

串口

串口通信(Serial Communication)， 是指外设和计算机间，通过数据信号线 、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。是我们在硬件调试过程中最常见的一种通信方式。比如开发板和电脑之间，想要收到开发板的输出信息，就必须用到串口。串口通信又分为不同的方式，常见的有UART、RS232、RS485、RS422。要理解这几种通信方式的差异，必须先理解几种电平制式。

TTL电平接口

TTL（Transistor Transistor Logic）即晶体管-晶体管逻辑，TTL电平信号由TTL器件产生。最常见的就算是直接从MCU（主控芯片）产生。TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑"1"，0V等价于逻辑"0"，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

RS-232电平

我们常见的电子电路中常使用TTL的电平标准，如我们的计算机内部识别的就是TTL电平，但TTL电平有个缺点就是它不适合远距离传输，所以为了增加串口通讯的远距离传输及抗干扰能力，我们通常会使用RS-232电平，RS-232电平使用-15V表示逻辑1，+15V表示逻辑0。MCU和一些应用模块通信通常都是TTL电平。电脑，工业设备或者一些模块通常都是232电平，最常见的就是我们电脑的DB9的接口，如果开发板想要和电脑进行通信，必须转换为232的电平。

RS-485电平

RS-485和RS-232一样，都是串行通信标准，现在的标准名称是TIA485/EIA-485-A，但是人们会习惯称为RS-485标准，RS-485常用在工业、自动化、汽车和建筑物管理等领域。

RS-485总线弥补了RS-232通信距离短，速率低的缺点，RS-485的速率可高达10Mbit/s，理论通讯距离可达1200米；RS-485和RS-232的单端传输不一样，是差分传输，使用一对双绞线，其中一根线定义为A，另一个定义为B。

RS485采用差分信号负逻辑，逻辑"1”以两线间的电压差为-(2~6)V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为+(2~6)V表示。所以原来一条线能表示的信号，现在需要两条线才能表示。所以RS485通信是半双工的。

差分信号

长距离布线会有信号衰减，而且引入噪声和干扰的可能性更大，在线缆A和B上的表现就是电压幅度的变化，但是，采用差分线的好处就是，差值相减就会忽略掉干扰依旧能输出正常的信号，把这种差分接收器忽略两条信号线上相同电压的能力称为共模抑制

标准规定了，逻辑1：+2V to +6V；逻辑0：-6V to -2V。

RS-485不需要使用特定的总线电压，只看最小差分电压，在较长的电缆长度上，接收器接收到的电压可能会降低到+/- 200 mV，这对于RS-485仍然是完全可以接受的，这也是RS-485的优点之一。

RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。

RS-485总线同I2C，也是主从模式，支持点对点单从机模式，也支持多从机模式，不支持多主机模式。

RS-485收发器

RS-485是差分传输，如果用单片机控制RS-485接口的设备，需要用到收发器，这一点和CAN总线是类似的，如下是一个MCU控制一个RS-485的图示。

RS-485数据链路

RS422

EIA-422（过去称为RS-422）是一系列的规定采用4线，全双工，差分传输，多点通信的数据传输协议。它采用平衡传输采用单向/非可逆，有使能端或没有使能端的传输线。和RS-485不同的是EIA-422不允许出现多个发送端而只能有多个接受端。硬件构成上EIA-422 (RS-422)相当于两组EIA-485（RS-485），即两个半双工的EIA-485（RS-485）构成一个全双工的EIA-422（RS-422）。

2，SPI IIC

串口、网口通常用于设备之间的通信，如果是设备上芯片直接通信，我们通常选择更加高速的通信总线，比如SPI、IIC等。

SPI是采用主从方式工作，主机通常为MCU，从机通常为EPROM、Flash，AD/DA，音视频处理芯片等。一般由SCLK、CS、MOSI，MISO四根线组成，有的地方可能是：SCK、SS、SDI、SDO等名称，都是一样的含义，当有多个从机存在时，通过CS来选择要控制的从机设备。

IIC（Inter-Integrated Circuit）是一个多主从的串行总线，又叫I2C，是由飞利浦公司发明的通讯总线，属于半双工同步传输类型总线。IIC总线是非常常见的数据总线，仅仅使用两条线就能完成多机通讯，一条SCL时钟线，另外一条双向数据线SDA。

串行数据线SDA——负责在设备间传输串行数据 
串行时钟线SCL——负责产生同步时钟脉冲