UART USB TTL相关概念及区别

一、串口通信

串口通信方式有两种：串行通信和并行通信。

• 串行通信：数据的每一位，在同一根数据线上，按照顺序逐位传输。

• 并行通信：数据的每一位同时在多跟数据线上传输。

 

二、COM（cluster communication port）

COM口，即串行通信接口，简称串口。

PC机上的COM口，一般为DB9的九针接口，最大速率115200bps。机箱后面的那个九孔输出端（梯形），就是COM1口。

还有一种表现形式为：4针杜邦头,VCC、GND、TX、RX

波特率115200bps，即每秒传输115200bit数据，由于每一帧数据包含了起始位最少1bit，停止位最少1bit，校验位最少0bit，所以串口传输1字节数据，至少耗费10bit，所以实际每秒传输字节数为11520Byte，在现实使用过程中，又往往达不到这个值。

三、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ）

UART，即通用异步收发器，UART是串口收发的逻辑电路，这部分可以独立成芯片，也可以作为模块嵌入到其他芯片里，单片机、SOC、PC里都会有UART模块。

发送端的UART将来自控制设备(如CPU)的并行数据转换为串行数据，以串行方式将其发送到接收端的UART，然后由接收端的UART将串行数据转换为并行数据以用于接收设备的正常处理。这里只需要两条线RX/TX即可在两个UART之间传输数据。

四、USB（Universal Serial Bus）

USB，即通用串行总线；是一个外部总线标准。其通信时序和信号电平都和串口完全不同，因此和串口没有任何关系。USB是高速的通信接口，其通信主要靠D+,D-两条数据线构成的差分线来进行数据传输！

USB有二种传输速率，第一种是全速模式，第二种则是低速模式

USB并且可以支持热插拔，并且USB2.0传输速度可达60MB/S，USB3.0的传输速度可达5Gb/s，USB3.1传输速度可达10Gb/s，但是实际使用时，达不到这么高的速度。

那么有的就会很好奇：

UART与USB同样是异步传输模式，同样是四根线，为啥USB比UART的速度会快那么多呢？

• UART是三根线，Tx、Tx、GND，不是四根线（相关联络信号线除外）。
• USB是D+、D-，用的是差分线，这样的话可以支持的速率更高（因为抗干扰性强），usb3.0标准可以达到5Gbps(理论上)。
• 非常重要的一个原因，UART标准比USB早很多，当时的技术只能支持低速传输。

 

串口、COM口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485指的是串口的电平标准(电信号)。

四、TTL

TTL全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic)，

• 输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V；
• 输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V。

五、RS-232

　　RS232 逻辑1电平(MARK)=-3V～-15V，逻辑0电平(SPACE)=+3～+15V；

六、RS-485

RS485是差分信号进行串行传输；

• 逻辑1以两线间的电压差为+(2~6)V表示；

• 逻辑"0"以两线间的电压差为-(2~6)V表示；

七、电平转换介绍

单片机的UART通信接口，电平逻辑为TTL；
PC端的接口为USB或者232接口

• USB转TTL

PC端的USB口，要想与单片机的UART通信，需要使用USB->TTL芯片，使用前需要安装Windows驱动，

常用芯片有：PL2303、CP2102，FT232R

 

 

• TTL转232

PC端的DB9接口，逻辑电平为232，要想与单片机UART进行通信，需要使用TTL->232芯片。

常用芯片有：MAX232，MAX232转换芯片，是TTL电平和RS232电平专用的双向转换芯片。

 

• USB转232

如果想用USB->232怎么办？

可以使用上面两个芯片的结合，先使用USB->TTL，再使用TTL->232芯片！