USART讲解
一、USART讲解
二、问题
1.TTL电平
| 信号 | 电压范围（典型） |
|---|---|
| 逻辑高（1） | 2V ~ 5V（通常 ≥ 2V 视为高） |
| 逻辑低（0） | 0V ~ 0.8V |
在 STM32、Arduino 等微控制器中，GPIO 默认就是 TTL 电平兼容的。
在嵌入式串口通信中，经常看到：
-
TTL 串口：使用的是 TTL 电平（比如 3.3V 或 5V），直接连接到 MCU 的 USART 引脚。
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RS232 串口：使用的是 RS232 电平（±12V 或 ±5V），不能直接接到 MCU，需要芯片转换。
| 设备类型 | 电平标准 | 描述 |
|---|---|---|
| STM32 MCU | TTL（3.3V） | 直接输出 TX/RX 信号 |
| USB-TTL模块 | TTL | 把 USB 转换成 3.3V/5V UART 电平 |
| 电脑串口（COM） | RS232 | 电平高低反向，且电压高（±12V） |
-
TTL 电平不能直接接 RS232 电平设备，否则可能烧毁；
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TTL 通常是 3.3V 或 5V，要匹配 MCU 的供电；
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常见的 USB 转串口芯片（如 CH340、CP2102、FT232）很多都是 TTL 电平输出。
2.RS232和RS485的区别
1. 通信方式
| 特性 | RS-232 | RS-485 |
|---|---|---|
| 通信方式 | 单端通信（单线） | 差分通信（双线） |
| 线数 | 最少3线（TXD, RXD, GND） | 最少2线（A, B） |
| 通信方向 | 点对点（1对1） | 多点总线（1对N，最多32个节点） |
2. 信号特性
| 特性 | RS-232 | RS-485 |
|---|---|---|
| 电平定义 | 逻辑1: -3V ～ -15V 逻辑0: +3V ～ +15V | A-B > +200mV：逻辑1 A-B < -200mV：逻辑0 |
| 接口类型 | 单端电平，容易受干扰 | 差分信号，抗干扰强 |
| 驱动能力 | 驱动一个接收端 | 驱动多达 32 个接收器 |
| 接收灵敏度 | 对地参考，容易受地电位差影响 | 对差分信号敏感，地电位差影响小 |
3. 通信距离和速率
| 特性 | RS-232 | RS-485 |
|---|
| 典型最大距离 | 15 米以内（19200 bps） | 1200 米（低速，100 kbps以下） |
| 典型速率 | 最高 115200 bps | 可达 10 Mbps（短距离） |
4. 适用场景
| 应用场景 | RS-232 | RS-485 |
|---|
| 通常用于 | PC串口、调试接口、点对点设备通信 | 工业设备总线、MODBUS、楼宇控制系统 |
| 可靠性/工业级应用 | 较弱，适用于低干扰场景 | 抗干扰强，适合工业控制环境 |
| 多机通信 | 不支持 | 支持多点总线通信 |
RS-232 适合短距离、点对点通信；RS-485 适合远距离、多点、抗干扰要求高的工业通信。
5.工作方式
| 接口 | 是否全双工 | 是否支持半双工 |
|---|---|---|
| RS-232 | ✅ 是 | ❌ 否 |
| RS-485 | 🔄 可选 | ✅ 是（默认） |
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MCU 通常通过 UART 接口 + RS-232/RS-485 转换芯片 实现通信。
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对于 RS-485 半双工通信，通常要控制一个 GPIO 用来切换收发方向（比如控制 MAX485 的 DE/RE 引脚（高电平发送，低电平接收））。当然如果硬件设计可以节省一个GPIO来控制收发方向。