串口通信232、485、422有何區別

　　理解串口通信以及232，485，422常見(jiàn)問(wèn)題

　　下面先講一講串口通信的一些基本概念，術(shù)語(yǔ)。

　　這里并不對串口的編程作講解，主要是從應用的角度去講一講。因為更多的時(shí)候，都是產(chǎn)品做好了，比如觸摸屏需要和控制器，PLC通信。理想的情況下，一般只要一上電，不需要太多的操作和配置，就可以通信上。在這里羅列了一些問(wèn)題，待會(huì )對這些問(wèn)題講一講，看是否有類(lèi)似的情況，也許可以一起交流分享。

　　1.電腦使用USB轉串口可以和設備通信上，換成屏與設備就通信不上了。

　　2.在A(yíng)家的屏可以和設備通信，換成B家的屏就通信不上了。

　　3.以前不接地線(xiàn)可以通信，換個(gè)設備為什么需要接地線(xiàn)了。

　　4. 一個(gè)設備是232，另一個(gè)設備是422，沒(méi)有轉換設備，怎么辦（232與422互轉的簡(jiǎn)單方法）。

　　5.用232通信沒(méi)問(wèn)題，用485通信沒(méi)問(wèn)題，使用232轉485之后就通信不穩定。

　　6.485單獨接每個(gè)設備都通信正常，多個(gè)從站接一塊通信就不穩定。7.要想實(shí)現兩個(gè)屏或兩個(gè)主站通過(guò)485訪(fǎng)問(wèn)modbus設備，有什么好的辦法。

　　8.針對串口通信的弱點(diǎn)，在使用上應該要注意哪些地方。當然有可能實(shí)際遇到的還不只是這些問(wèn)題，可能還有一些意想不到的問(wèn)題，如果你還遇到過(guò)什么奇葩奇怪的問(wèn)題，也可以留言，一塊交流探討，一定會(huì )知無(wú)不言，言而無(wú)盡。要回答和解決以上這些問(wèn)題，還需要先了解一下什么是串口通信，232，485，422等。

　　什么是串口通信？

　　常見(jiàn)的串口通信一般是指異步串行通信。這里就要說(shuō)一下同步和異步的區別了。在此之前，還是先講一下串行通信的概念。那么，與串行通信相對的是什么呢？與串行通信相對的是并行通信。數據傳輸一般都是以字節傳輸的，一個(gè)字節8個(gè)位。拿一個(gè)并行通信舉例來(lái)說(shuō)，也就是會(huì )有8根線(xiàn)，每一根線(xiàn)代表一個(gè)位。一次傳輸就可以傳一個(gè)字節，而串口通信，就是傳數據只有一根線(xiàn)傳輸，一次只能傳一個(gè)位，要傳一個(gè)字節就需要傳8次。就像小虎隊那首歌一樣，把你的心，我的心，串一串，再烤一烤。。串口通信就是把數據串在一根線(xiàn)上傳輸，所以就叫串口吧。

　　與異步通信相對的就是同步通信了。同步通信一般是指有一個(gè)時(shí)鐘信號進(jìn)行數據信號同步。同步通信對接收方來(lái)說(shuō)就相對簡(jiǎn)單一些。因為有時(shí)鐘信號在，每一個(gè)高低電平變化一下，就去取一下數據就行了。通信速率可以由發(fā)送方或者說(shuō)是主站設備進(jìn)行控制。通信速度也相對比串口通信快很多。但是為什么很多設備，屏和plc，控制器不采用這種方式，都使用串口呢。那么，在很多設備上，不方便接太多線(xiàn)，比如接8根數據線(xiàn)，也不方便接同步時(shí)鐘信號（這個(gè)后面再說(shuō)），于是一種異步串行通信就誕生了。 相對來(lái)說(shuō)，異步串口通信，就只需要一根線(xiàn)就可以發(fā)送數據了。在對速率要求不高的情況，使用一根線(xiàn)發(fā)送數據是帶來(lái)大大的方便和實(shí)用價(jià)值的。 那么問(wèn)題來(lái)了，怎么樣才能保證一根線(xiàn)就能發(fā)送正常的數據呢？也就說(shuō)發(fā)送方發(fā)送的數據，接收方是怎么知道是什么數據呢？為了能正常發(fā)送數據和接收正確的數據，那異步串口通信就需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：

　　也就是雙方必要約定一種暗號。也許當時(shí)發(fā)送這個(gè)通信的小組是這樣討論的。經(jīng)理：我要用一根線(xiàn)就能傳輸數據，你來(lái)給我定個(gè)標準。研發(fā)：好。經(jīng)理：只有一根線(xiàn)，我怎么知道數據什么時(shí)候開(kāi)始呢。研發(fā)：就一根線(xiàn)，默認是高電平，那就有一個(gè)起始位吧。當檢測到有低電平的時(shí)候，就是開(kāi)始有一個(gè)字節的數據發(fā)送了，起始位之后，先是字節的最低位，傳送一個(gè)字節。經(jīng)理：可是，就一根線(xiàn)，過(guò)來(lái)的數據會(huì )不會(huì )有干擾，容易出錯呀。研發(fā)：行呀，那就在字節數據后再加一個(gè)校驗位?？梢宰髌嫘ｒ?，偶校驗，1校驗，0校驗，無(wú)校驗。經(jīng)理：嗯 ，很不錯。有起始位就應該有停止位，那我們就再加個(gè)停止位在后面吧。研發(fā)：。。。。。。。。。經(jīng)理：傳輸一串數據，對方要怎么知道數據的拆分呢，怎么按時(shí)間或頻率去解讀數據位，校驗位呢。研發(fā)：這樣吧，雙方約定一個(gè)波特率吧，定義一個(gè)每個(gè)位占用多長(cháng)的時(shí)間，這樣雙方按這個(gè)波特率就可以處理了。經(jīng)理：這個(gè)比特率呀。。。研發(fā)：老板，是波特率。經(jīng)理：我知道，是比特率嘛。研發(fā)：這個(gè)波特率呢，是指1S鐘可以傳輸多個(gè)位，也就知道一個(gè)位占用多長(cháng)時(shí)間。這樣就解決傳輸的問(wèn)題了。經(jīng)理：那萬(wàn)一傳輸過(guò)程，數據太快，判斷失誤停不下來(lái)怎么辦。研發(fā)：那就把停止位可以調節為1個(gè)停止位或者2個(gè)停止位。這樣就可以停下來(lái)了。經(jīng)理：嗯，聽(tīng)著(zhù)不錯。就這樣辦吧。于是，串口通信就這樣出來(lái)了。在串口的通信參數上，就有了波特率，數據位，停止位，校驗位這幾個(gè)參數來(lái)確保串口通信的正確性和穩定性。當然，這只是某個(gè)方面保證串口通信的正確性和穩定性，不代表設備間通信的正確性和穩定性。

　　串口通信主要為分232，485，422 通信三種方式，這三種有什么區別呢？

　　232：

　　232 通信主要是由RX，TX，GND三根線(xiàn)組成。RX與TX，TX接RX，GND接GND。這樣還是比較好理解吧。因為發(fā)送和接收分別是由不同的線(xiàn)處理的，也就是能同時(shí)發(fā)送數據和接收數據，這就是所謂的全雙工。 在這里擴展一下，串口通信還有一個(gè)功能叫做全功能串口通信，也叫標準串口。因為在兩個(gè)設備間進(jìn)行數據傳輸，有些設備處理速度比較快，有些數據比較慢。為了保證數據能正常傳輸，在RX，TX的基礎上，還增加了幾個(gè)控制引腳，本來(lái)好端端就R，T，G，三根線(xiàn)，湊著(zhù)就湊齊了9個(gè)引腳，召喚出了DB9這個(gè)東西。

　　這要怪就怪當時(shí)使用電腦的時(shí)候，還沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念，但是又想在兩臺電腦間進(jìn)行通信。所以才有這樣一個(gè)東西。在后來(lái)的設備，很多控制器，人機界面，PLC等使用串口通信中，基本上就不使用標準串口，而是就直接使用RX，TX，GND三根線(xiàn)來(lái)通信了。但是這里為什么要提到這個(gè)呢。因為只是很多設備這樣用，也就是還存在少數設備還保留了標準串口的功能。這就是為什么會(huì )遇到明明電腦通信是好的，換成觸摸屏通信就不行了。因為很多觸摸屏只使用了RX，TX，GND通信，遇到一些還保留標準串口功能的就比較討厭了。485：485是為了解決232通信距離的問(wèn)題。原理什么之類(lèi)的就不多講了。

　　反正232通信距離就是不長(cháng)。485主要是以一種差分信號進(jìn)行傳輸，只需要兩根線(xiàn)，+，-兩根線(xiàn)，或者也叫A，B兩根線(xiàn)。A，B兩根線(xiàn)的差分電平信號就是作為數據信號傳輸。那么問(wèn)題來(lái)了，那是不是就沒(méi)有RX和TX的概念了。是的，發(fā)送和接收就不能分開(kāi)了。發(fā)送和接收都是靠這兩根的來(lái)傳輸，也就是每次只能作發(fā)送或者只能作接收，這就是半雙工的概念了，這在效率上就比232弱很多了。就像對講機一樣，經(jīng)常是某個(gè)人講完之后，都要說(shuō)一個(gè)over，確保當前說(shuō)完了，等待對方回復。

　　485就是這樣犧牲了232全雙工的效率來(lái)達到自己傳輸距離遠的代價(jià)。那有沒(méi)有即保留了232的全雙工，又可以像485這樣提高傳輸距離呢，于是，422出來(lái)了。422：422呢，有些標注為485-4。而485就標注為485-2。有什么區別呢。就是為了好記呢。485-2就是2根線(xiàn)。485-4就是4根線(xiàn)。

　　422就是把232的RX分成兩根線(xiàn)，RX+，RX-，把TX分成TX+，TX-。這樣就可以同時(shí)發(fā)送和同時(shí)接收了，還可以像485這樣，有較遠的傳輸距離?？墒沁@樣一種很有優(yōu)勢的通信方式，為什么用的不多呢。我個(gè)人的答案和理解就是：線(xiàn)太多了。特別是像我這樣懶得接線(xiàn)的人，超過(guò)3根線(xiàn)就頭暈的。搞個(gè)通信還需要接這么多線(xiàn)，什么TX，RX，正啊負啊。交換來(lái)交換去。因為在很多設備通信中，基本上是屬于一問(wèn)一答式的，因此，232的全雙工通信優(yōu)勢其實(shí)也并沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。就像現在打電話(huà)，雖然兩個(gè)人可以同時(shí)說(shuō)話(huà)，但是兩個(gè)人同時(shí)說(shuō)話(huà)，嘰嘰歪歪的，誰(shuí)知道說(shuō)什么呀。特別是一個(gè)主站與多個(gè)從站通信的時(shí)候，485的接線(xiàn)就就方便多了，反正大家就兩根線(xiàn)，把+都接一塊，把-都接一塊。如果是422作一主多從，接線(xiàn)上還要理半天呢，而且通信異常了也不好解決。下面就對剛上提到的問(wèn)題進(jìn)行講一講！

　　1、電腦使用USB轉串口可以和設備通信上，換成屏與設備就通信不上了：①有可能電腦USB轉串口接到設備上，使用的是標準串口功能，也就是除了RX，TX，GDN外，還使用了其它引腳。比如像歐姆龍PLC，三菱PLC，在實(shí)際與屏的通信中，就需要接某些引腳短接的情況。②電腦與控制器或PLC通信時(shí)，是掃描波特率參數，自適應的，屏通信可能參數沒(méi)有設備好。在三菱，基恩士等PLC，就存在變化波特率進(jìn)行通信交互的過(guò)程。③也有可能是接線(xiàn)方式不對。因為有些DB9，還需要公頭，母頭。如果不注意的話(huà)，也會(huì )存在把TX接到TX上，把RX接到RX上，這樣需要注意的地方。④ 在這里補充一下，有時(shí)候可能會(huì )使用一些串口助手發(fā)送測試數據與控制器通信，有些串口助手的奇偶校驗是不起作用，這個(gè)要提醒一下。

　　2、在A(yíng)家的屏可以和設備通信，換成B家的屏就通信不上了：① 首先確認一下接線(xiàn)是否正確了，RX和TX是否兼容。② 地線(xiàn)是否沒(méi)有接。③除了RX，TX，GND，是否還有其它引腳需要短接的。④通信協(xié)議是否一致或不完善，波特率是否一樣。

　　3、以前不接地線(xiàn)可以通信，換個(gè)設備為什么需要接地線(xiàn)了：這個(gè)問(wèn)題和上一個(gè)有類(lèi)似的。因為有些設備使用了隔離電源。以前不接地可以通信，有可能是地線(xiàn)已經(jīng)在另外一個(gè)環(huán)路已經(jīng)共地了，實(shí)際地線(xiàn)已經(jīng)接了，所以才可以通信?？赡軗Q了個(gè)帶隔離電源的，兩個(gè)設備的地是隔離的，就需要在串口上把地線(xiàn)接起來(lái)。這個(gè)我是自身經(jīng)歷過(guò)的，有個(gè)客戶(hù)老說(shuō)他的設備通信不上，后來(lái)拍個(gè)照我給我，他地線(xiàn)沒(méi)有接，他說(shuō)以前不接地線(xiàn)可以通信的。于是我就給他科普了一下。

　　4、一個(gè)設備是232，另一個(gè)設備是422，沒(méi)有轉換設備，怎么辦（232與422互轉的簡(jiǎn)單方法）;這個(gè)情況我遇到過(guò)，客戶(hù)的設備是422通信的，但是我手上并沒(méi)有422設備，只有232通信可以測試。因此就需要把422轉成232進(jìn)行通信。剛才也講了422和232的接線(xiàn)，因為這兩個(gè)都是全雙工的，接收和發(fā)送都是分到的，而422只是以一種差分信號進(jìn)行傳輸。把422的Rx+與232的TX接，422的RX-與232的GND接。把422的TX+與232的RX接，422的TX-與232的GDN接。這樣，422設備要發(fā)送數據的，就可以發(fā)送到了232的RX上。232的TX發(fā)數據后，由于TX和GND也形成了差分信號給422，422就可以接收到數據了。

　　5、用232通信沒(méi)問(wèn)題，用485通信沒(méi)問(wèn)題，使用232轉485之后就通信不穩定。232和485從通信原理上，最大一個(gè)差別是全雙工和半雙工的區別?？墒菓脤影l(fā)送數據和接收數據才不管底下是全雙工還是半雙工。但是485就得管了。因為既然是半雙工，就得嚴格保證通路上只能有發(fā)送或只能有接收的數據，一旦同時(shí)有發(fā)送和接收，數據就會(huì )沖突了。所以解決的辦法就是主站設備，也就是主動(dòng)命令的一方就需要嚴格控制好發(fā)送數據命令的節奏了。當然有些232轉485的設備做的比較好了，可以?xún)?yōu)化這個(gè)，但是主站還是要控制，比較把通信速率調節慢一些（不是調節波特率）。

　　6、485單獨接每個(gè)設備都通信正常，多個(gè)從站接一塊通信就不穩定。

　　7、要想實(shí)現兩個(gè)屏或兩個(gè)主站通過(guò)485訪(fǎng)問(wèn)modbus設備，有什么好的辦法。在485通信中，基本上是一主多從。但是遇到一些客戶(hù)實(shí)際使用中，有客戶(hù)想用兩個(gè)屏來(lái)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)modbus設備的。目前暫時(shí)還沒(méi)有好的辦法。等這個(gè)功能出來(lái)后，再來(lái)給大家演示操作吧。

　　8、針對串口通信的弱點(diǎn)，在使用上應該要注意哪些地方。說(shuō)來(lái)串口通信的弱點(diǎn)，那就說(shuō)來(lái)話(huà)長(cháng)了。不過(guò)還是長(cháng)話(huà)短說(shuō)吧。①信號干擾的問(wèn)題。建議使用帶屏蔽線(xiàn)，接線(xiàn)要嚴格，比如要接地。有些485通信上，還考慮接上終端電阻來(lái)匹配。如果是232，盡量不要讓線(xiàn)太長(cháng)。通信協(xié)議上盡量避免長(cháng)報文的數據通信。②波特率匹配的問(wèn)題。因為有些設備的計算的波特率是存在誤差的，特別是一些控制器，由于使用的晶振不一樣。因此在一些波特率比如9600波特率就存在誤差。存在誤差帶來(lái)的影響是什么呢。因為接收方是通過(guò)時(shí)間來(lái)計算一個(gè)位的。那么如果一個(gè)報文過(guò)長(cháng)，就會(huì )存在誤差積累的問(wèn)題，算著(zhù)算著(zhù)就偏了。所以，這也是串口通信不穩定的一些地方，在使用上應注意避免發(fā)送太長(cháng)數據的包。③在一些可能會(huì )存在干擾的情況，在有的選的情況，可以考慮使用奇校驗或者偶校驗。因為雖說(shuō)出現錯誤的可能性不大，但既然存在干擾，如果加了校驗，至少可以把錯誤的報文過(guò)濾掉?？偤帽葲](méi)有校驗然后通信數據錯了不知道?；蛘弑M量使用一些帶校驗的協(xié)議，防止數據出錯。④ 串口通信本來(lái)就比較慢，請降低對數據響應的要求。因為串口通信本身就比以太網(wǎng)慢。而且，串口通信并不是能像CPU那樣多線(xiàn)程處理。因為就一個(gè)口一個(gè)線(xiàn)數據出去，即便你應用到程序再怎么用多線(xiàn)程處理數據，但是最底下也只有一個(gè)口出去，一次也只能傳一個(gè)位，一個(gè)字節過(guò)去。因為有客戶(hù)在使用9600的波特率通信，但是又希望多少的數據可以在多少毫秒內得到響應。但是串口通信還是要事實(shí)求是，所以正確認識串口通信對應用，對開(kāi)發(fā)，對溝通都有著(zhù)很大的幫助的。

　　為什么不用同步通信呢？

　　同步通信需要依賴(lài)于時(shí)鐘信號。這就存在一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)時(shí)鐘信號是誰(shuí)來(lái)發(fā)起呢。在同步通信中，往往需要一個(gè)主設備發(fā)起時(shí)鐘信號讀從模塊的數據。在實(shí)際中，有屏讀PLC，有屏讀屏的數據。而單純地從異步串口通信來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有主從之說(shuō)，雙方都是平等的角色，都可以互發(fā)信息，互收信息。而同步通信一般是應用于CPU讀一些模塊，由CPU發(fā)起時(shí)鐘信號，比如讀SD卡模塊，就可以通過(guò)SPI方式，還有一些傳感器模塊。

　　審核編輯：黃飛