串口通信详解——STM32--USART实验

最新推荐文章于 2025-03-31 17:56:50 发布

嵌功尽弃

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分类专栏：单片机文章标签： stm32 单片机嵌入式硬件

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一、简介

串口通信（Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节的通信方式。串口是一种可以将接收来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接收的串行数据流转换为并行的数据字符供给CPU的器件。

USART:(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)通用同步/异步串行接收/发送器。USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。

二、串口通信接口标准

1.RS232

RS-232标准接口（又称EIA RS-232）是常用的串行通信接口标准之一，该标准规定采用25脚的DB-25连接器，并且对连接器的每个引脚信号的内容和电平都做了规定。其规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15 V。选用该电气标准的目的在于提高抗干扰能力，增大通信距离。RS -232的噪声容限为2V，接收器将能识别高至+3V的信号作为逻辑“0”，将低到-3 V的信号作为逻辑“1”。

后来,IBM公司生产的PC将RS232简化成了9脚的DB-9连接器，并随着PC的流行而成为事实上的标准。DB-25与DB-9连接器对比如下图。

DB-9信号线说明

在目前的其它工业控制使用的串口通讯中，一般只使用 RXD、TXD 、 GND三条信号线，直接传输数据信号，而 RTS、CTS、DSR、DTR 及 DCD 信号都被裁剪掉了。

并且常见的电子电路中常使用 TTL 的电平标准。

使用 DB-9 接口需要“电平转换芯片”。

RS232接口标准由于出现较早，因此在使用时存在以下不足：
（1）接口信号电平值较高，易损坏接口电路的驱动芯片
（2）传输速率较低，异步传输时最大传输速率为20kbit/s
（3）信号线采用共地的传输形式，容易产生共模干扰，所以抗干扰性能弱
（4）传输距离有限
（5）只允许两个节点，不具体多点通信能力
针对RS232的不足，一些新的串行接口标准应运而生，RS485就是其中应用较为广泛的一种。

2.RS485

RS485接口标准是差分信号进行数据传输，具有较强的抗干扰能力，支持多个节点和远距离通信，数据接收灵敏性也较高。RS485接口采用平衡驱动器和差分接收器组合，因此具有抑制共模干扰的能力。同时，RS485总线收接发器具有较高的灵敏度，能检测低至200mV的电压，故信号传输距离可达上千米。RS485串行通信主要特点如下：
（1）当信号间的电压差为+2 ~ +6V时，表示逻辑1；当信号间的电压差为-6 ~ -2V时，表示逻辑0.由此可见RS485接口信号的电平比RS232低，因而不容易损坏接口电路的驱动芯片，且电平与TTL电平兼容。
（2）数据的最高传输速率为10Mbit/s。
（3）抗共模干扰能力强，抗噪声音性好。
（4）最大传输距离约1200m，通过继电器可达3000m左右。
（5）RS485采用半双工的通信方式，连接线采用总线型拓扑结构，允许在总线上连接多个收发器，具有多点通信能力。一般情况下允许32个节点，特制的RS485驱动芯片采用128或256个节点。