常用通信接口一（串口、RS232、RS485、USB、TYPE-C原理与区别）

一、什么是串口通信?

常见的串口通信一般是指异步串行通信。

与串行通信相对的是并行通信。数据传输一般都是以字节传输的，一个字节8个位。拿一个并行通信举例来说，也就是会有8根线，每一根线代表一个位。一次传输就可以传一个字节，而串口通信，就是传数据只有一根线传输，一次只能传一个位，要传一个字节就需要传8次。

异步串口通信:就只需要一根线就可以发送数据了。

串口通信主要为分232，485，422 通信三种方式。

二、RS232 接口标准设计电路

232 通信主要是由RX,TX,GND三根线组成。

RX与TX，TX接RX，GND接GND。这样还是比较好理解吧。因为发送和接收分别是由不同的线处理的，也就是能同时发送数据和接收数据，这就是所谓的全双工。

三、RS485EMC标准设计电路

1.RS485概念

是为了解决232通信距离的问题。485主要是以一种差分信号进行传输，只需要两根线，+,-两根线，或者也叫A，B两根线。A，B两根线的差分电平信号就是作为数据信号传输。发送和接收都是靠这两根的来传输，也就是每次只能作发送或者只能作接收，这就是半双工的概念了，这在效率上就比232弱很多了。

RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；

2.422通信

422是为了保留232的全双工，又可以像485这样提高传输距离。

有些标注为485-4。而485就标注为485-2。有什么区别呢。就是为了好记呢。485-2就是2根线。485-4就是4根线。

3.RS232与RS485接口的差别

由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：

1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。

3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。

针对RS232接口的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：

1） RS-485的电气特性：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。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。

2） RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。

3） RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4） RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

四、USB设计电路

1.定义与运用

1)定义

USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。

USB 具有传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点，可以连接键盘、鼠标、大容量存储设备等多种外设，该接口也被广泛用于智能手机中。

2)硬件与数据传输

USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream）设备提供电源，对于任何已经成功连接且相互识别的外设，将以双方设备均能够支持的最高速率传输数据。

USB支持四种基本的数据传输模式：控制传输，等时传输，中断传输及数据块传输。每种传输模式应用到具有相同名字的终端，则具有不同的性质。

3)总线标准编辑

USB其总线标准主要 经历：USB1.1—支持低速率（ HalfSpeed）的1.5Mbps和全速率（FullSpeed）的 12Mbps；USB2.0—支持高速率（High Speed）的480Mbps； USB3.0—支持超高速率（ SuperSpeed）的 5Gbps。标准的不断提升，其本质就是信号传输速率的提升，USB3.1的标准，即Type-c接口

4)管脚定义，电路

USB版本	理论最大传输速率	速率称号	最大输出电流	推出时间
USB1.0	1.5Mbps(192KB/s)	低速(Low-Speed)	5V/500mA	1996年1月
USB1.1	12Mbps(1.5MB/s)	全速(Full-Speed)	5V/500mA	1998年9月
USB2.0	480Mbps(60MB/s)	高速(High-Speed)	5V/500mA	2000年4月
USB3.0	5Gbps(500MB/s)	超高速(Super-Speed)	5V/900mA	2008年11月 / 2013年12月
USB 3.1Gen 2	10Gbps(1280MB/s) [2]	超高速+(Super-speed+)	20V/5A	2013年12月
USB3.2	20Gbps(2.5GB/s) [2]		20V/5A	2017年9月

5)实物

一般MINIUSB是5芯的：

1	2	3	4	5
VCC	D-	D+	ID	GND

其中ID脚在OTG功能中才使用。由于Mini-USB接口分Mini-A、B和AB接口。 如果你的系统仅仅是用做Slave，那么就使用B接口。系统控制器会判断ID脚的电平判断是什么样的设备插入，如果是高电平，则是B接头插入，此时系统就做主模式(master mode),如果ID为低，则是A接口插入，然后系统就会使用HNP对话协议来决定哪个做Master，哪个做Slave。

2.Micro USB2.0 设计电路

Micro-USB是USB2.0标准的一个便携版本，比部分手机使用的MiniUSB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代规格

3.USB3.0 设计电路

4.Type USB电路

1)类型

USB接口还有三种不同外观的接口，即Type-A、TypeB、 Type-c。Type-A是电脑、电子配件中最广泛的接口标准，鼠标、U盘、数据线上大多都是此接口，体积也最大。Type-B一般用于打印机、扫描仪、USBHUB等外部USB设各。Type-C拥有比Type-A及Type-B均小得多的体积，是最新的USB接口外形标准，这种接口没有正反方向区别，可以随意插拔。另外，Type-c是一种既可以应用于PC(主设备)又可以应用于外部设备(从设备，如手机)的接口类型

2)作用与特性

用于充电、数据传输等用途。Type-C双面可插接口最大的特点是支持USB接口双面插入。

USB-C端口的最高传输速率为每秒10Gb

3)接口引脚定义

Type-C口有4对TX/RX分线，2对USBD+/D-，一对SBU，2个CC，另外还有4个VBUS和4个地线。

Type-C还提供了2条CC线和2条SBU线。CC线主要用于Power Delivery 模块（下简称PD）的通讯，CC线首先是用来判断设备插入的方向：正插或反插，如果是正插，主机使用CC1来和设备通讯，反插使用CC2，可以看到CC使用的是单线协议.SBU线在DP功能开启时，化身为DP协议中的AUX_P/AUX_N差分线（它的极性是可以根据正反插方向修改的），负责传输设备的DPCD，EDID等关键信息。

4)TYPE-C设计电路

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