UART和RS232或RS485之间是什么关系?

2021-04-23 16:00:13 星创易联 62

  串口通讯是电子工程师和嵌入式开发工程师面对的最基本问题,RS232则是其中最简单最常用的通讯方式。但是初学者往往搞不清有关的名词如UART和RS232或RS485之间是什么关系?

  UART,是通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),既然是“器”,显然,它就是个设备而已,要完成一个特定的功能的硬件,它本身并不是协议。那么它要完成什么功能呢?它的最基本功能,是串行数据和并行数据之间的转换。我们知道,计算机中的数据以Byte为基本单位,对一个Byte的存取是并行的,即,同时取得/写入8个bit。而串行通信,需要把这个Byte“打碎”,按照时间顺序来收发以实现串行。例如:

  内存中的数据是: 1 1 1 0 0 1 0 1

  串行发送的实际效果是(按时间排序【注1】):

  1

  0

  1

  0

  0

  1

  1

  1

  接收则是上述过程的逆过程。

  这就是UART做的最基本工作,进一步的,它还要控制“发车的班次”,比如确认一个Byte的这8个bit是什么时候开始的,又是什么时候结束的,两个班次之间至少要隔多长时间的缓冲,等等。这一部分,也具有协议的特征,但是相对于道路上的协议,更具有一般性,或曰,是与车在什么道路上开,相对独立的。

  RS232/RS485,是两种不同的电气协议,也就是说,是对电气特性以及物理特性的规定,作用于数据的传输通路上,它并不内含对数据的处理方式。比如,最显著的特征是:RS232使用3-15v有效电平,而UART,因为对电气特性并没有规定,所以直接使用CPU使用的电平,就是所谓的TTL电平(可能在0~3.3V之间)。更具体的,电气的特性也决定了线路的连接方式,比如RS232,规定用电平表示数据,因此线路就是单线路的,用两根线才能达到全双工的目的;而RS485, 使用差分电平表示数据,因此,必须用两根线才能达到传输数据的基本要求,要实现全双工,必需用4根线。但是,无论使用RS232还是RS485,它们与UART是相对独立的,但是由于电气特性的差别,必须要有专用的器件和UART接驳,才能完成数据在线路和UART之间的正常流动。

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  RS232甚至规定了接口的具体样式,图为DB9接口

  ~

  总结:从某种意义上,可以说,线路上存在的仅仅是电流,RS232/RS485规定了这些电流在什么样的线路上流动和流动的样式;在UART那里,电流才被解释和组装成数据,并变成CPU可直接读写的形式。


标签: UART RS232 RS485
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