串口通讯之TTL、232、485
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一、先搞懂:它们到底是什么关系?
- TTL:是电平标准(0~5V/3.3V 高低电平)
- RS232:是电气接口标准(正负电平)
- RS485:也是电气接口标准(差分信号)
它们都属于异步串口通信(UART)的物理层,协议逻辑一样,只是电不一样、线不一样、距离不一样。
二、TTL 通信(最底层、最简单)
TTL = Transistor-Transistor Logic 晶体管—晶体管逻辑
1. 电平规则
- 逻辑 1(高电平):+5V 或 3.3V
- 逻辑 0(低电平):0V(GND)
是单片机、FPGA、模块内部最原生的串口电平。
2. 接线
最少 3 根线:
- TXD 发送
- RXD 接收
- GND 公共地
3. 特点
- 距离极短:<1米
- 无抗干扰能力
- 只能点对点
- 不能共地不好就乱码
- 速度可很高(115200、921600 都常见)
4. 典型应用
- 单片机下载程序
- 传感器模块通信
- 蓝牙/WiFi 模块与 MCU 通信
- 调试串口
三、RS232 通信(老式串口、COM口)
RS232 是把 TTL 转换成正负电平,用来延长一点距离。
1. 电平规则(和 TTL 完全相反!)
- 逻辑 1:-3V ~ -15V
- 逻辑 0:+3V ~ +15V
所以 TTL 不能直接接 RS232,会烧坏!必须用电平转换芯片:
MAX232、SP3232 等。
2. 接线
常用 3 根线:
- TXD
- RXD
- GND
老式 DB9 还有 RTS/CTS 流控,但现在基本不用。
3. 特点
- 距离:15米以内
- 抗干扰一般
- 只能点对点(1对1)
- 速度不高(通常 ≤115200)
- 容易受地电位差影响
4. 应用
- 老式工控设备
- 调试串口
- POS 机、门禁、示波器
四、RS485 通信(工业最强、最常用)
RS485 是差分信号,专门为工业环境、远距离、多设备设计。
1. 电平规则(差分)
用 A、B 两根线的电压差表示逻辑:
- 逻辑 1:A > B
- 逻辑 0:B > A
电压差只要 >200mV 就能识别,极强抗干扰。
2. 接线
只需要 2 根线 + 屏蔽地:
- A(+)
- B(-)
- GND(屏蔽层)
半双工:同一时间只能发或收。
(也有全双工 485,但极少用)
3. 特点
- 距离:最远 1200米
- 抗干扰极强(工业级)
- 支持多机通信:1主多从
理论最多 32 个节点,带驱动可达 128/256 - 必须加终端电阻 120Ω
- 速度随距离下降:
1200m → ≤9600
100m 内 → 可 115200
4. 应用
- 变频器
- PLC
- 温湿度采集
- 工业传感器
- 门禁、安防、LED 屏
- Modbus 协议最常用物理层
五、三者最核心区别(超级清晰总结)
| 对比项 | TTL | RS232 | RS485 |
|---|---|---|---|
| 电平 | 0~3.3V/5V | ±3~15V(反相) | 差分 A/B 电压差 |
| 接线 | TX/RX/GND | TX/RX/GND | A/B 两线 |
| 距离 | <1米 | 15米以内 | 最远 1200米 |
| 抗干扰 | 很差 | 一般 | 极强(工业级) |
| 通信方式 | 点对点 | 点对点 | 1主多从(多机) |
| 速度 | 很高 | 中低 | 中低(随距离下降) |
| 共地要求 | 必须共地 | 最好共地 | 可不共地,差分隔离 |
| 成本 | 最低 | 中 | 中 |
| 典型场景 | 单片机内部、模块 | 老式设备、调试口 | 工业现场、PLC、变频器 |
六、一句话彻底记住它们
- TTL:板子内部、近距离、最简单。
- RS232:老式串口、电平翻转、短距离。
- RS485:工业王者、差分、远距离、多设备、抗干扰强。
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