串口在今天的家用電腦中已經(jīng)使用的很少了，現(xiàn)在的個人筆記本電腦基本上都取消了串口。但是在工業(yè)控制中，串口依然擔當著重要的角色，像掃描槍、打印機、工控機、智能儀表的通訊，某些PLC程序下載都要用到串口。今天我們就來聊聊串口那點事。
所謂串口，其實是串行通信接口的簡稱。所謂串行通信，是指數(shù)據(jù)一位接著一位的按照順序進行傳輸。還有一種通信稱為并行通信，就是數(shù)據(jù)可以并排傳輸。串行通信好比是馬路上的單車道，車輛只能一輛跟著一輛的跑；并行通信好比是馬路上的多車道，車輛可以并排的跑。這樣好理解了吧？如果8位數(shù)據(jù)并行，就需要8條數(shù)據(jù)線。而串行通信1條線就可以了（實際中可能根據(jù)協(xié)議的不同還需要地線）?？傊型ㄐ疟炔⑿型ㄐ判枰木€的數(shù)量要少的多，這在工業(yè)中可以極大的減少布線的成本。（想想一個項目放100米的線和放800的線成本，老板的心思你懂的）。
好吧，我們現(xiàn)在明白串口的理論了，那串口長啥樣呢？
RS232串口有9針和25針的區(qū)別，一般9針比較常用。上圖是筆記本電腦上的9針公頭串口。還有母頭嗎？是的，看下面這張圖片：
另外順便提一句，你筆記本電腦上的如下圖樣子的接口是VGA口，是用來接視頻信號的，不是我們今天要討論的串口。
還是回到我們的9針串口上， 計算機上的這種串口也稱為RS232口（RS為英文'Recomend Stand'，即'推薦標準'的縮寫，232為標示號），是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）于1962年發(fā)布的串行接口標準。該標準對串行連接器的物理針腳及電信號邏輯都進行了定義。RS232C串口9根針腳是如下定義的：
再來看下電信號的規(guī)定：RS232的收發(fā)端的電信號都是相對于地線（序號5）的。當沒有數(shù)據(jù)傳輸時，傳輸線上是TTL電平（啥是TTL電平？簡單說就是+5V表示邏輯“1”，0V表示邏輯“0”的電平）。當發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5~+15V，負電平在-5~-15V。接受數(shù)據(jù)時，工作電平在+3V~+12V與-3V~-12V。所以在整個數(shù)據(jù)發(fā)送接收過程中，傳輸線上的電平經(jīng)歷 TTL電平 - RS232電平 - TTL電平的變化。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為3V左右，所以RS232的共模抑制能力較差，再加上雙絞線的分布電容，導致其最大傳輸距離約為15米，所以RS232比較適合本地設備之間的通信，不合適遠距離通信。
為了彌補RS232通信距離短，速率低的不足，美國電子工業(yè)協(xié)會又定義了一種新的標準，稱為RS422。與RS232不同，RS422的采用的是差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?。它使用一對雙絞線，其中一條定義為A，另一條定義為B。如下圖：
平衡驅(qū)動器其輸入信號相同，兩個輸出信號相反（圖中的小圓圈表示反相），外部的干擾信號以共模方式出現(xiàn)，兩條傳輸線上的干擾信號相同，因接收器是差分輸入，共模信號可以相互抵消，抗干擾的能力較強。
RS422也采用9針串行接口，但是針腳的定義與RS232不同：
RS422的最大傳輸距離約1200米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸距離成反比，在100kb/s速率下，能達到最大傳輸距離。在短的距離下，才能使用較高的傳輸速率。一般100米長的雙絞線上能獲得的最大傳輸距離為1Mb/s。RS422需要連接終端電阻，要求其阻值等于傳輸電纜的終端阻抗。
三菱FX2系列的PLC的編程接口采用的就是RS422標準。
為了擴展應用范圍，滿足自動化系統(tǒng)對遠距離通信的總線的需求，美國電子工業(yè)協(xié)會于1983年在RS422的基礎上定義了RS485串行通信標準。
RS485是一種支持多節(jié)點、遠距離的通信總線標準，它從RS422發(fā)展而來，電氣特性與RS422相仿，如采用平衡傳輸，需要接終端電阻等。
不同的地方在于：RS422采用四線制，兩對平衡差分信號分別用于發(fā)送和接收，所以通信時最少需要4根線。而RS485只采用一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送和接收，最少只需要2根線（A\B）。
RS485通信接口和雙絞線可組成通信網(wǎng)絡，構成分布式系統(tǒng)，最多允許并聯(lián)32個站。
怎么樣？看了這篇文章，是不是對串行通信（RS232\RS422\RS485）有了初步的了解了？我們將在后續(xù)的文章中繼續(xù)介紹串行通信的相關知識，不要錯過哦。
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