串口通信中，“交叉连接”与“直连”分别指什么？何时使用？

一、简介

本文简单学习一下，串口通信中，“交叉连接”与“直连”分别指什么？何时使用？

二、串口通信中，“交叉连接”与“直连”分别指什么？何时使用

在串口通信中，“交叉连接”（Cross-Over）和 “直连”（Straight-Through）是两种常见的接线方式，核心区别在于信号线的连接逻辑，适用于不同的通信场景。

一、定义与接线逻辑

串口（如 RS-232）通常包含以下关键信号线（简化版）：

• TXD：发送数据（设备主动发送信息的引脚）
• RXD：接收数据（设备被动接收信息的引脚）
• GND：地线（确保电平参考一致）

1. 直连（Straight-Through）

• 接线逻辑：两端设备的同名引脚直接连接，即 “TXD 接 TXD，RXD 接 RXD，GND 接 GND”。
• 本质：不改变信号流向，适用于 “一方发送、另一方被动接收” 且引脚功能匹配的场景。

2. 交叉连接（Cross-Over）

• 接线逻辑：两端设备的发送引脚与接收引脚交叉连接，即 “A 设备的 TXD 接 B 设备的 RXD，A 设备的 RXD 接 B 设备的 TXD，GND 接 GND”。
• 本质：交换发送与接收的信号流向，确保 “一方发送的信号能被另一方正确接收”。

二、适用场景

1. 直连（Straight-Through）的使用场景

当通信双方的角色明确为 “主机 - 从机” 或 “控制器 - 被控制器”，且从机 / 被控制器的串口设计为 “被动接收” 时使用。
典型案例：

• 计算机（主机）通过串口连接调制解调器（Modem） 或传感器模块：
  计算机主动发送指令（TXD），Modem / 传感器仅接收指令（RXD），无需向计算机主动发送数据（或通过其他引脚发送），此时直连可确保指令正确传输。
• 工业设备中，控制器向执行器发送控制信号（执行器无需回传数据）。

2. 交叉连接（Cross-Over）的使用场景

当通信双方需要双向交互（即双方都需要发送和接收数据），且设备类型相同（如都是计算机、都是单片机）时使用。
典型案例：

• 两台计算机（如 PC 与 PC）通过串口直接通信：
  若直连，A 机的 TXD 会连接到 B 机的 TXD（双方都发送但对方接收引脚收不到），导致无法通信；交叉连接后，A 机的 TXD 连接 B 机的 RXD，B 机的 TXD 连接 A 机的 RXD，实现双向数据交换。
• 两个单片机（MCU）通过串口进行数据交互：
  单片机通常需要互相发送状态信息或指令，交叉连接可确保双方的发送信号被对方正确接收。
• 计算机与开发板（如 Arduino）调试时：
  开发板需要向计算机回传调试信息（如传感器数据），计算机也需要向开发板发送指令，此时需交叉连接以实现双向通信。

三、总结

连接方式	接线逻辑	核心作用	典型使用场景
直连	同名引脚直接连接	单向传输（主机到从机）	主机-Modem、控制器-执行器
交叉连接	TXD与RXD交叉连接	双向传输（设备间对等通信）	PC-PC、单片机-单片机、PC-开发板

结论：判断使用哪种连接方式的核心：若双方需要双向收发，且无主从被动之分，用交叉连接；若仅单向传输或角色明确为 “发送 - 被动接收”，用直连。