Qt应用软件【串口篇】RS232,RS485,RS422,TTL介绍

2024-01-29 02:28
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本文主要是介绍Qt应用软件【串口篇】RS232,RS485,RS422,TTL介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • RS232,RS485,RS422,TTL
  • RS232
    • 物理连接和电压水平
    • 数据传输和通信速率
    • 控制信号
    • 特点和应用领域
  • RS485
    • 物理连接和电压水平
    • 数据传输和通信速率
    • 控制信号
    • 点对点和多点通信
    • 抗干扰性
    • 应用领域
    • 注意事项
  • RS422
    • 物理连接和电压水平
    • 数据传输和通信速率
    • 控制信号
    • 点对点和多点通信
    • 抗干扰性
    • 应用领域
    • 注意事项
  • TTL
    • 电压水平
    • 数据传输
    • 电平兼容性
    • 输出驱动能力
    • 应用领域

RS232,RS485,RS422,TTL

以下是 RS-232、RS-485、RS-422 和 TTL 之间的差别和特点的比较表格：

特点/标准RS-232RS-485RS-422TTL
物理连接9 或 25 针连接器2 或 4 线连接器2 或 4 线连接器无连接器，电压电平
电压水平-15V 至 +15V-10V 至 +10V-10V 至 +10V0V 或 3.3V / 5V
差分信号否是是否
数据传输单工或全双工全双工全双工单工或全双工
通信速率通常较低较高较高通常较低
控制信号有硬件流控制可在协议级别实现可在协议级别实现无
点对点和多点通信支持支持支持支持
抗干扰性一般非常好非常好有限
应用领域通常用于计算机和外部设备之间的通信工业控制、长距离通信工业控制、高速数据传输微控制器、数字电路
电平兼容性需要电平转换器通常需要相同的电压水平通常需要相同的电压水平通常不需要电平转换器
是否常用较少常用常用较少常用常用

RS232

RS-232（Recommended Standard 232）是一种常见的串口通信标准，用于在计算机和外部设备之间进行数据传输。它是一种老式的标准，但仍然在某些应用中广泛使用。以下是关于 RS-232 的详细阐述：

物理连接和电压水平

  1. 物理连接：RS-232 通信通常使用 DB9 或 DB25 连接器进行连接。DB9 连接器包含 9 个引脚，而 DB25 连接器包含 25 个引脚。这些连接器用于插入到计算机的串口（通常是 COM 端口）和外部设备之间。
  2. 电压水平：RS-232 使用差分信号，其中包括一个正电压线（TXD，发送数据）和一个负电压线（RXD，接收数据）。通常，RS-232 的电压水平为正负 12V 或更高，表示逻辑 “1” 和逻辑 “0”。

数据传输和通信速率

  1. 数据传输：RS-232 通信允许单向或双向的串行数据传输。一台设备将数据发送到另一台设备的 RXD 引脚，而另一台设备将数据从 TXD 引脚接收。
  2. 通信速率：RS-232 支持多种通信速率（波特率），通常包括 300 bps、1200 bps、2400 bps、9600 bps、19200 bps 和更高速率。通信的双方必须配置为相同的波特率，以确保正确的数据传输。

控制信号

除了数据传输，RS-232 通信还包括控制信号，用于流控制和通信控制：

  1. RTS（Request to Send）：发送方请求发送数据。
  2. CTS（Clear to Send）：接收方确认可以接收数据。
  3. DTR（Data Terminal Ready）：发送方表示准备好发送数据。
  4. DSR（Data Set Ready）：接收方表示准备好接收数据。

特点和应用领域

  1. 老式标准：RS-232 是一种老式的串口标准，在现代计算机和设备中已经不常见。然而，它仍然在一些特定的工业控制、通信设备和老式计算机系统中使用。
  2. 短距离通信：RS-232 通常用于相对短距离的通信，通常不超过数十米。
  3. 适用场景：RS-232 通信适用于需要可靠的串行通信的场景，如配置设备、数据采集、仪器控制等。
  4. 电压兼容性：由于 RS-232 使用较高的电压水平，因此它需要适当的电平转换器以与现代低电平设备兼容。

需要注意的是，虽然 RS-232 在现代计算机和通信中已不太常见，但它仍然在某些传统领域中有用，并且了解它可以帮助您理解串口通信的基本原理。在现代串口通信中，通常使用 TTL、RS-485、USB 等其他标准和协议。

RS485

RS-485（Recommended Standard 485）是一种常见的串口通信标准，用于在多个设备之间进行数据传输，通常用于工业控制和远程通信。以下是关于 RS-485 的详细阐述：

物理连接和电压水平

  1. 物理连接：RS-485 通信通常使用两线或四线配置。在两线配置中，只有一对差分信号线（A 和 B）用于数据传输。在四线配置中，除了差分信号线外，还包括一个共地线（GND）和一个电源线（VCC）。

  2. 电压水平：RS-485 使用差分信号，其中一条线（A）传输正电压，而另一条线（B）传输负电压。这种差分信号允许 RS-485 具有较强的抗干扰能力，通常工作在低电平（通常为 -5V 至 +5V）或高电平（通常为 -12V 至 +12V）范围内。

数据传输和通信速率

  1. 数据传输：RS-485 支持全双工通信，这意味着它可以同时进行数据发送和接收。多个设备可以连接到同一 RS-485 总线上，以进行数据交换。

  2. 通信速率：RS-485 支持多种通信速率，通常包括 9600 bps、19200 bps、38400 bps、115200 bps 和更高速率。通信的双方必须配置为相同的波特率，以确保正确的数据传输。

控制信号

RS-485 通信通常不包括硬件流控制信号，但可以在协议级别实现流控制。例如，通信协议可以定义何时发送数据以及何时等待接收方的响应。

点对点和多点通信

RS-485 支持点对点和多点通信。在点对点通信中，只有两个设备直接连接到总线上。在多点通信中，多个设备可以连接到同一总线上，但需要协议来控制数据访问以避免冲突。

抗干扰性

由于 RS-485 使用差分信号，它具有较强的抗干扰能力。这使得它适用于工业环境和长距离通信，可以抵御电磁干扰和噪声。

应用领域

RS-485 通信广泛应用于以下领域：

  • 工业自动化和控制系统
  • 远程监控和数据采集
  • 仪器仪表
  • 建筑自动化
  • 家庭自动化
  • 电力分布系统
  • 电信设备

注意事项

  • 在使用 RS-485 通信时，需要确保适当的电压电平、波特率和数据帧格式设置，以便设备能够正确通信。
  • RS-485 总线上的设备必须具有唯一的地址或标识符，以便进行点对点通信。
  • 在多点通信中，需要协议来管理设备之间的数据访问，以避免冲突和数据丢失。

总之，RS-485 是一种强大的串口通信标准，适用于需要多点通信、长距离通信和抗干扰能力的应用。它在工业和商业领域中得到广泛应用，并且具有可靠性和灵活性。

RS422

RS-422（Recommended Standard 422）是一种串口通信标准，类似于 RS-485，用于在多个设备之间进行数据传输，通常用于高速数据传输和工业控制应用。以下是关于 RS-422 的详细阐述：

物理连接和电压水平

  1. 物理连接：RS-422 通信通常使用四线配置，包括一对差分信号线（正信号和负信号，分别称为 A 和 B），以及一个共地线（GND）和一个电源线（VCC）。

  2. 电压水平：RS-422 使用差分信号，其中一条线（A）传输正电压，而另一条线（B）传输负电压。这种差分信号允许 RS-422 具有较强的抗干扰能力，并且通常工作在较高的电压水平（通常为 -5V 至 +5V 或 -10V 至 +10V）。

数据传输和通信速率

  1. 数据传输：RS-422 支持全双工通信，这意味着它可以同时进行数据发送和接收。多个设备可以连接到同一 RS-422 总线上，以进行数据交换。

  2. 通信速率：RS-422 支持高速数据传输，通常包括更高的波特率选项，例如 115200 bps、230400 bps、460800 bps 和更高速率。通信的双方必须配置为相同的波特率，以确保正确的数据传输。

控制信号

与 RS-485 不同，RS-422 通信通常不包括硬件流控制信号，但可以在协议级别实现流控制。通信协议可以定义何时发送数据以及何时等待接收方的响应。

点对点和多点通信

RS-422 支持点对点和多点通信。在点对点通信中，只有两个设备直接连接到总线上。在多点通信中，多个设备可以连接到同一总线上，但需要协议来控制数据访问以避免冲突。

抗干扰性

由于 RS-422 使用差分信号，它具有较强的抗干扰能力，类似于 RS-485。这使得它适用于工业环境和长距离通信，可以抵御电磁干扰和噪声。

应用领域

RS-422 通信广泛应用于以下领域：

  • 工业控制系统
  • 高速数据通信
  • 仪器仪表
  • 高速串行通信
  • 电信设备
  • 音视频传输

注意事项

  • 在使用 RS-422 通信时，需要确保适当的电压电平、波特率和数据帧格式设置，以便设备能够正确通信。
  • RS-422 总线上的设备必须具有唯一的地址或标识符，以便进行点对点通信。
  • 在多点通信中，需要协议来管理设备之间的数据访问，以避免冲突和数据丢失。

总之，RS-422 是一种强大的串口通信标准，适用于需要高速数据传输、长距离通信和抗干扰能力的应用。它在工业和商业领域中得到广泛应用，并且具有可靠性和高速传输能力。

TTL

TTL（Transistor-Transistor Logic）是一种数字电路电平标准，用于表示逻辑电平（高或低）以及数字信号的传输。TTL 电平标准具有以下特点和应用：

电压水平

TTL 电平通常使用两个电压水平来表示逻辑状态：

  1. 高电平（High）：通常约为 3.3V 或 5V。高电平表示逻辑 “1”，即表示逻辑为真或高电平状态。

  2. 低电平（Low）：通常约为 0V。低电平表示逻辑 “0”，即表示逻辑为假或低电平状态。

数据传输

TTL 通常用于数字电子设备之间的串行通信和控制。它允许设备通过高电平和低电平信号来交换二进制数据。

电平兼容性

TTL 电平通常不是电压兼容的，这意味着不同设备之间的 TTL 通信必须使用相同的电压水平，以确保正确的数据传输。如果电压不匹配，可能需要使用电平转换器。

输出驱动能力

TTL 输出具有良好的驱动能力，可以驱动具有 TTL 输入的多个设备，而不会降低信号质量。

应用领域

TTL 电平标准广泛用于以下应用领域：

  1. 微控制器和单片机：TTL 电平通常用于微控制器和单片机之间的通信，包括串行通信和数字输入/输出。

  2. 数字电路：TTL 电平标准在数字电路中得到广泛应用，包括逻辑门、触发器和计数器等。

  3. 传感器：许多传感器和检测器使用 TTL 电平来输出数字信号，以报告测量值或检测事件。

  4. 通信接口：某些通信接口（如 UART、SPI 和 I2C）中使用 TTL 电平来传输数据。

  5. 数字控制：TTL 电平通常用于数字控制应用，例如电机控制、开关控制和数字显示。

需要注意的是，TTL 电平标准是一种基础的数字电路标准，通常不涉及硬件流控制。在某些应用中，可能需要额外的控制信号来管理数据传输和通信协议。此外，TTL 电平标准在不同设备和应用中可能会有一些变化，因此在设计和配置电路时需要仔细考虑电压要求和电平兼容性。

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