最常见接口与协议汇总之----RS485、RS232、RS422、Modbus RTU/TCP、 串口、并口、COM口、 TTL详解

             RS485、RS232、RS422、Modbus RTU/TCP、 串口、并口、COM口、 TTL

          本文由博主经过查阅网上资料整理总结后编写，如存在错误或不恰当及侵权请留言以便更正，内容仅供大家参考学习。

通讯协议

       指通讯双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。

通讯端口

     指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。

工业应用中常见的通讯协议: RS-232通讯协议、RS-485通讯协议、RS-422通讯协议、modbusTCP/RTU通讯协议

工业应用中常见的信号传输接口：串行端口、并行端口、VGA端口、HDMI端口、USB端口、RJ45端口

串行接口

        也称串口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

      串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。

并行接口

       并行接口是指数据的各位同时进行并行传送，其特点是传输速度快，但传送距离较短。在传输距离较远、位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。

        并行口与串行口的区别是交换信息的方式不同，并行口能同时通过8条数据线传输信息，一次传输一个字节；而串行口只能用1条线传输一位数据，每次传输一个字节的一位。并行口由于同时传输更多的信息，速度明显高于串行口，但串行口可以用于比并行口更远距离的数据传输。

   并                           串

TTL逻辑门电路

       TTL电平------我们使用的51单片机,5V供电的那种,+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”,“TTL电平”最常用于有关电专业，如：电路、数字电路、微机原理与接口技术、单片机等课程中都有所涉及。在数字电路中只有两种电平（高和低）高电平+5V、低电平0V。  

RS232协议(接口)---全双工、速度慢、距离短、共模干扰、一对一、三线

http://www.360doc.com/content/18/0803/06/30720696_775301168.shtml

https://zhuanlan.zhihu.com/p/51242146?utm_source=qq&utm_medium=social&utm_oi=939900650503557120

 概述：RS-232接口符合美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232（简称232，RS232）。它被广泛用于计算机串行接口外设连接。连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。RS232是一种异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 （DB-9） 或是25个引脚 （DB-25） 的型态出现 ，如下所示：

特点：

1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，在TxD和RxD上逻辑“1”为：-3—-15V；逻辑“0”：+3—+15V，噪声容限为2V。与TTL电平不兼容（TTL电平为5V为逻辑正，0为逻辑负），故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

2）全双工传输，但传输速率较低，在异步传输时，比特率为20Kbps；传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。

3）RS232最常用的连接方式是三根线：一条发送线、一条接收线及一条地线构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，抗噪声干扰性弱。

4）RS232不能实现多机通信，能实现点对点通讯。

　　原因：RS232为全双工的通信方式，一般的连接方式都为TTL电平《--电平转换芯片--》RS232电平，线路空闲时发送和接收的TTL电平都是高电平，电平转换芯片之后得到的RS232电平总是低。现在假设A为主机，B和C为从机，那么A想给B发送信号的时候没有问题，因为A的TXD线连接在B和C的RXD线上面，此时B和C的RXD线都是正常的处于等待接收（空闲）的状态，但是如果B如果收到信号想给A回复的时候，B的TXD与C的TXD线都同A的RXD线连接在一起的，B此时处于发送数据的状态（B即想控制自己的TXD线高低电平之间变化），然而C此时处于空闲状态（C想保证自己的TXD线为低电平不变），这个时候B和C的TXD线之间就出现了通信冲突。所以RS232可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现组网的功能。

RS485协议(接口)---半双工、距离远、速度快、干扰低、一对多、两线

概述：  RS485牺牲全双工来解决RS232传输距离短速度慢问题而定义的一种协议。通过采用平衡发送和差分接收来提高抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

如何进行RS485通信参考 https://jingyan.baidu.com/article/f006222804b9defbd2f0c87a.html

特点：1）RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差+2V~+6V表示，逻辑“0”以两线间的电压差-6V~-2V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不容易损坏接口电路芯片，且该电平与TTL电平兼容，刻方便与TTL电路连接。

2）数据最高传输速率为：10Mbps

3）RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，即抗噪声性能好。

4）RS-485接口的最大传输距离标准值4000英尺，实际上可达3000米。

5）RS-232-C接口在总线上只允许连接一个收发器，即单站能力；而RS-485接口在总线上只允许连接多达128个收发器，即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立设备网络。

RS-232与RS-485的区别：

1、传输方式不同：RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯. 而RS485则采用平衡传输，即差分传输方式。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯.收、发端的数据信号是相对于信号地，如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2脚相对7脚（信号地）的电平。 

2、传输距离不同：RS-232适合本地设备之间的通信，传输距离一般不超过20m。而RS-485的传输距离为几十米到上千米。

3、传输单位不同：RS-232 只允许一对一通信，而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128个收发器。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15V，负电平在-5～-15V电平。

RS422协议(接口)----全双工、距离远、速度快、干扰低、一对多、4线

概述： 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）。

 区别：RS-422的电气性能与RS-485完全一样。① 主要的区别在于：RS-422有4根信号线：两根发送（Y、Z）、两根接收（A、B）。由于RS-422的收与发是分开的所以可以同时收和发（全双工）；RS-485有2根信号线：发送和接收(半双工)。

RS232、RS485、RS422都是串行异步数据通讯接口标准

常见接口转换器

RS232转USB接口

RS485/422转USB接口

RS485转RS232接口

Modbus RTU/TCP协议

        https://blog.csdn.net/u013472838/article/details/81510399、        http://www.sohu.com/a/230628953_315598

       Modbus通信协议由Modicon（莫迪康）公司（现已经为施耐德公司并购，成为其旗下的子品牌）于1979年发明的，是全球最早用于工业现场的总线规约。由于其免费公开发行、主从通信模式（即Master/Slave通信模式)，其在分散控制方面应用极其广泛，从而使得Modbus协议在全球得到了广泛的应用。

        Modbus通信协议具有多个变种，其具有支持串口--RTU（主要是RS-485总线），以太网TCP版本，以及Modbus ASCII三种。其中Modbus RTU与Modbus ASCII均为支持RS-485总线的通信协议，其中Modbus RTU由于其采用二进制表现形式以及紧凑数据结构，通信效率较高，应用比较广泛。而Modbus ASCII由于采用ASCII码传输，并且利用特殊字符作为其字节的开始与结束标识，其传输效率要远远低于Modbus RTU协议，一般只有在通信数据量较小的情况下才考虑使用Modbus ASCII通信协议，在工业现场一般都是采用Modbus RTU协议，一般而言，大家说的基于串口通信的Modbus通信协议都是指Modbus RTU通信协议。

        标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。

最后

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