串列介面

一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串列通訊。串列通訊的特點是：數據位的傳送，按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。串列通訊的距離可以從幾米到幾千米；根據信息的傳送方向，串列通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。

串口的出現是在1980年前後，數據傳輸率是115kbps～230kbps。

串口出現的初期是為了實現連接計算機外設的目的，初期串口一般用來連接滑鼠和外置Modem以及老式攝像頭和寫字板等設備。

串口也可以應用於由於兩台計算機（或設備）之間的互聯及數據傳輸。

由於串口（COM）不支持熱插拔及傳輸速率較低目前部分新主板和大部分便攜電腦已開始取消該介面。

目前串口多用於工控和測量設備以及部分通信設備中。

串口通信的兩種最基本的方式：同步串列通信方式和非同步串列通信方式。

同步串列是指ISP（interface Serial Peripheral ）的縮寫，顧名思義就是串列外圍設備介面。ISP匯流排系統是一種同步串列外設介面，它可以使MCU與各種外圍設備以串列方式進行通信以交換信息，TRM450是ISP介面。

非同步串列是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用非同步接收/發送。UART是一個并行輸入成為串列輸出的晶元，通常集成在主板上。UART包含TTL電平的串口和RS232電平的串口。 TTL電平是3.3V的，而RS232是負邏輯電平，它定義+5~+25V為低電平，而-3~-25V為高電平，MDS2710、MDS SD4、EL805等是RS232介面，EL806有TTL介面，節點通是串列通信行家。

串列介面按電氣標準及協議來分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422與RS-485標準只對介面的電氣特性做出規定，不涉及接插件、電纜或協議。

也稱標準串口，最常用的一種串列通訊介面。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串列二進位數據交換介面技術標準”。傳統的RS-232-C介面標準有22根線，採用標準25芯D型插頭座（DB25），後來使用簡化為9芯D型插座（DB9），現在應用中25芯插頭座已很少採用。

RS-232採取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。由於其發送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分佈電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點（即只用一對收、發設備）通訊而設計的，其驅動器負載為3～7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。

標準全稱是“平衡電壓數字介面電路的電氣特性”，它定義了介面電路的特性。典型的RS-422是四線介面。實際上還有一根信號地線，共5根線。其DB9連接器引腳定義。由於接收器採用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主設備（Master），其餘為從設備（Slave），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發端最大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422四線介面由於採用單獨的發送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟體方式（XON/XOFF握手）或硬體方式（一對單獨的雙絞線）實現。

RS-422的最大傳輸距離為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信，而採用四線連接時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其餘為從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式匯流排上可多接到32個設備。

RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12kΩ、RS-422是4kΩ；由於RS-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網路中應用。

RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s

串口形容一下就是一條車道，而並口就是有8個車道同一時刻能傳送8位（一個位元組）數據。但是並不是說並口快，由於8位通道之間的互相干擾，傳輸時速度就受到了限制。而且當傳輸出錯時，要同時重新傳8個位的數據。串口沒有干擾，傳輸出錯后重發一位就可以了。所以要比並口快。串口硬碟就是這樣被人們重視的。

交換機的串口的英文就是trunk;是用來做下一跳路由轉換用的。每個VLAN只有通過與TRUNK的路由指向後才能上外網。

引腳說明：

Pin Name Dir Description

1 CD Carrier Detect

2 RXD Receive Data

3 TXD Transmit Data

4 DTR Data Terminal Ready

5 GND System Ground

6 DSR Data Set Ready

7 RTS Request to Send

8 CTS Clear to Send

9 RI Ring Indicator

目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(<12m)，可以用電纜線直接連接標準RS232埠(RS422,RS485較遠)，若距離較遠，需附加數據機（MODEM）或其他相關設備。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數據和發送數據三腳相連，下面涉及到最為基本的接法，且直接用RS232相連。

（1）DB9和DB25的常用信號腳說明

DB9 | DB25

in function name pin function name

1 數據載波檢測 DCD 8 數據載波檢測 DCD

2 接收數據 RXD 3 接收數據 RXD

3 發送數據 TXD 2 發送數據 TXD

4 數據終端準備 DTR 20 數據終端準備 DTR

5 信號地 GND 7 信號地 GND

6數據設備準備好DSR 6 數據設備準備好 DSR

7 請求發送 RTS 4 請求發送 RTS

8 清除發送 CTS 5 清除發送 CTS

9 振鈴指示 RI 22 振鈴指示 RI

（2）RS232C串口通信接線方法（三線制）

首先，串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送針腳就能實現：同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連

同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連對9針串口和25針串口，均是2與3直接相連

兩個不同串口（不論是同一台計算機的兩個串口或分別是不同計算機的串口）

串口連機線

DB9-DB9

2-3,3-2,5-5

DB25-DB25

2-3,3-2,7-7

DB9-DB25

2-2,3-3,5-7

DB9-DB25串口轉接線

2-3,3-2,5-7

上面是對微機標準串列口而言的，還有許多非標準設備，如接收GPS數據或電子羅盤數據，只要記住一個原則：接收數據針腳（或線）與發送數據針腳（或線）相連，彼此交叉，信號地對應相接。

3.串口調試中要注意的幾點：

不同編碼機制不能混接，如RS232C不能直接與RS422介面相連，市面上專門的各種轉換器賣，必須通過轉換器才能連接

串口調試時，準備一個好用的調試工具，如串口調試助手、串口精靈等，有事半功倍之效果；

強烈建議不要帶電插撥串口，否則串口易損壞。

對於大型的工控和測量設備，建議使用光電耦合器來隔離設備，具體的耐壓值根據實際需求來確定。

進行串列傳輸的介面，它一次只能傳輸1Bit。串列埠可以用於連接外置數據機、繪圖儀或串列印表機。它也可以控制台連接的方式連接網路設備，例如路由器和交換機，主要用來配置它們。