В настоящее время в коммуникационном оборудовании используется множество типов интерфейсов, и в процессе отладки вам постоянно придется сталкиваться с различными платами преобразования. Сегодня эта статья поможет вам разобраться в различиях между этими интерфейсами.
Прежде всего, термины «последовательный порт», «порт UART» и «порт COM» относятся к физической форме интерфейса (аппаратному обеспечению), тогда как термины «RS232/485» и «TTL» относятся к стандарту уровня (электрическому сигналу).
Последовательный порт: «Последовательный порт» — это общий термин. UART, TTL, RS232 и RS485 используют схожие протоколы синхронизации передачи данных, поэтому все они обычно называются последовательными портами.
Интерфейс UART: Универсальный асинхронный приёмник-передатчик (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). UART — это логическая схема для передачи и приёма данных через последовательный порт. Этот компонент может представлять собой отдельный микросхему или быть встроен в другие микросхемы в качестве модуля. Модули UART присутствуют в микроконтроллерах, SoC и персональных компьютерах. .
COM-порт: имеется в виду именно разъем типа D-SUB (конструкция разъема; разъем интерфейса VGA также является разъемом типа D-SUB) — порт последовательной связи на настольном компьютере или некоторых видах электронного оборудования, в котором используются временные характеристики последовательной связи и логические схемы стандарта RS232. Плоский.
TTL, RS232 и RS485 — это все варианты представления логических уровней.
TTL: Термин “TTL” относится к логическим схемам на биполярных транзисторах. Многие модули “USB-TTL”, представленные на рынке, на самом деле являются модулями «USB-последовательный порт уровня TTL». Сигнал 0 соответствует напряжению 0 В, 1 — 3,3 В или 5 В, что совместимо с уровнями ввода-вывода микроконтроллеров и SoC. Однако фактический уровень не обязательно соответствует TTL, поскольку в настоящее время большая часть цифровой логики изготавливается по технологии CMOS, но термин TTL всё же используется. При осуществлении последовательной связи сигнал, поступающий непосредственно от микроконтроллера, в основном имеет уровень TTL.
Возможности RS232
RS232 — один из наиболее распространенных на сегодняшний день интерфейсов последовательной связи. Поскольку стандарт интерфейса RS232 появился довольно давно, он неизбежно имеет ряд недостатков, в основном заключающихся в следующих четырёх пунктах:
-
- Уровень сигнала интерфейса относительно высок, что может легко привести к повреждению микросхемы интерфейсной схемы. Напряжение на любой сигнальной линии интерфейса RS232 имеет отрицательную логику, то есть: логический “1” — от -3 до 15 В, логический “0” — от 3 до 15 В; запас по шуму составляет 2 В, что означает, что приемник должен быть способен распознавать напряжения выше Сигнал выше 3 В рассматривается как логическое “0”, сигнал ниже -3 В — как логическое “1”; при уровне TTL 5 В принимается логическое «1», а 0 — логическое «0». Он несовместим с уровнями TTL, поэтому для подключения к схемам TTL требуется схема преобразования уровней.
- Скорость передачи данных низкая. При асинхронной передаче скорость передачи данных составляет 20 кбит/с; поэтому на плате разработки 51CPLD скорость передачи данных встроенной программы может составлять только 19 200 именно по этой причине.
- В данном интерфейсе используются сигнальная линия и линия обратного сигнала, образующие схему передачи с общим заземлением. Такой тип передачи с общим заземлением подвержен помехам в общем режиме, поэтому его устойчивость к шумовым помехам низкая.
- Дальность передачи сигнала ограничена. Стандартная максимальная дальность составляет 50 футов, но на практике устройство может работать только на расстоянии около 15 метров.
Особенности RS485
Когда требуется расстояние передачи сигнала от десятков до тысяч метров, широко применяется стандарт последовательной шины RS-485. RS-485 использует симметричную передачу и дифференциальный прием, благодаря чему способен подавлять синфазные помехи. Стандартное максимальное расстояние передачи по интерфейсу RS-485 составляет 4000 футов (около 1219 метров), хотя на практике оно может достигать 3000 метров. Кроме того, интерфейс RS-232-C позволяет подключить к шине только один приемопередатчик, что обеспечивает работу в режиме одной станции. Интерфейс RS-485 позволяет подключать к шине до 128 приемопередатчиков, что означает его многостанционную способность, благодаря чему пользователи могут легко создавать сеть устройств с помощью одного интерфейса RS-485.
