什么是串口通信

串口通信，就是傳數據只有一根線傳輸，一次只能傳一個位，要傳一個字節就需要傳8次。串口通信就是把數據串在一根線上傳輸，所以就叫串口吧。

在對速率要求不高的情況，使用一根線發送數據是帶來大大的方便和實用價值的。

為了能正常發送和接收正確的數據，那異步串口通信就需要如下圖的格式。

在串口的通信參數上，就有了波特率、起始位、數據位、校驗位、停止位這幾個參數。

串口通信主要為分232，485，422三種通信方式，這三種有什么區別呢？

232

232通信主要是由RX、TX、GND三根線組成。STM32串口通信相關實例:[按下按鍵，通過串口發送數據實例]。

RX接TX，TX接RX，GND接GND。這里發送和接收分別是由不同的線處理的，也就是能同時發送數據和接收數據，這就是所謂的全雙工通信。

在這里擴展一下，串口通信還有一個功能叫做全功能串口通信，也叫標準串口。因為在兩個設備間進行數據傳輸，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，還增加了幾個控制引腳，最后成了9個引腳，也就是常見的DB9這個東西，如下圖所示。

但是，如今很多控制器、人機界面、PLC等使用串口通信中一般不使用標準串口，而是直接使用RX、TX、GND三根線來通信的。

485

485的出現，是為了解決232通信距離受限的問題。

485通信只需要+、-兩根線，或者也叫A、B兩根線。A，B兩根線的差分電平信號就是作為數據信號傳輸。由于發送與接收都是用這兩根線，也就是說每次只能用作發送或者只能用作接收。所以，485是半雙工通信。

485就是這樣犧牲了232全雙工的效率來達到自己傳輸距離遠的代價。

422

422的出現，是為了既實現232的全雙工通信方式，又能像485這樣提高傳輸距離。422也常被標注為485-4，而485被標注為485-2。因為485-2是2根線，485-4是4根線，下圖是422的示意圖。

422就是把232的RX分成兩根線，RX+，RX-，把TX分成TX+,TX-。這樣就可以同時發送和同時接收了，還可以像485這樣，有較遠的傳輸距離。可是這樣一種很有優勢的通信方式，卻用的不多，最常用到的是232跟485。

串口通信常見問題

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，是掃描波特率參數，自適應的，屏通信可能參數沒有設備好。在三菱，基恩士等PLC，就存在變化波特率進行通信交互的過程。

3）也有可能是接線方式不對。因為有些DB9，還需要公頭，母頭。如果不注意的話，也會存在把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，有時候可能會使用一些串口助手發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，這個要提醒一下。

這A家的屏可以和設備通信，換成B家的屏就通信不上了

1） 首先確認一下接線是否正確了，RX和TX是否兼容。

2） 地線是否沒有接。

3） 除了RX，TX，GND，是否還有其它引腳需要短接的。

4） 通信協議是否一致或不完善，波特率是否一樣。

以前不接地線可以通信，換個設備為什么需要接地線了

這個問題和上一個類似，因為有些設備使用了隔離電源。以前不接地可以通信，有可能實際上地線已經接了，所以才可以通信。可能換了個帶隔離電源的，兩個設備的地是隔離的，就需要在串口上把地線接起來。這個我是自身經歷過的，有個客戶老說他的設備通信不上，后來拍個照我給我，他地線沒有接，他說以前不接地線可以通信的。于是我就給他科普了一下。

一個設備是232，另一個設備是422，沒有轉換設備，怎么辦

這個情況我遇到過，客戶的設備是422通信的，但是我手上并沒有422設備，只有232通信可以測試。因此就需要把422轉成232進行通信。

剛才也講了422和232的接線，因為這兩個都是全雙工的，接收和發送都是分到的，而422只是以一種差分信號進行傳輸。

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設備要發送數據的，就可以發送到了232的RX上。232的TX發數據后，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。

用232通信沒問題，用485通信沒問題，使用232轉485之后就通信不穩定

232和485從通信原理上，最大一個差別是全雙工和半雙工的區別。可是應用層發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送或只能有接收的數據，一旦同時有發送和接收，數據就會沖突了。所以解決的辦法就是主站設備，也就是主動命令的一方就需要嚴格控制好發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，可以優化這個，但是主站還是要控制，比較把通信速率調節慢一些。

要想實現兩個屏或兩個主站通過485訪問modbus設備，有什么好的辦法

在485通信中，基本上是一主多從。但是遇到一些客戶實際使用中，有客戶想用兩個屏來訪問一個modbus設備的。目前暫時還沒有好的辦法。等這個功能出來后，再來給大家演示操作吧。

串口通信的弱點

1）信號干擾的問題

建議使用帶屏蔽線，接線要嚴格，比如要接地。有些485通信上，還考慮接上終端電阻來匹配。如果是232，盡量不要讓線太長。通信協議上盡量避免長報文的數據通信。

2）波特率匹配的問題

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。存在誤差帶來的影響是什么呢。因為接收方是通過時間來計算一個位的。那么如果一個報文過長，就會存在誤差積累的問題，算著算著就偏了。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送太長數據的包。

3）在一些可能會存在干擾的情況，可以考慮使用奇校驗或者偶校驗

因為雖說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濾掉。總好比沒有校驗然后通信數據錯了不知道。或者盡量使用一些帶校驗的協議，防止數據出錯。

4） 串口通信本來就比較慢，請降低對數據響應的要求

因為串口通信本身就比以太網慢。而且，串口通信并不是能像CPU那樣多線程處理。因為就一個口一個線數據出去，即便你應用到程序再怎么用多線程處理數據，但是最底下也只有一個口出去，一次也只能傳一個位，一個字節過去。因為有客戶在使用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求是，所以正確認識串口通信對應用，對開發，對溝通都有著很大的幫助的。

為什么不用同步通信

剛才提到，同步通信需要依賴于時鐘信號。這就存在一個問題，這個時鐘信號是誰來發起呢。在同步通信中，往往需要一個主設備發起時鐘信號讀從模塊的數據。在實際中，有屏讀PLC，有屏讀屏的數據。而單純地從異步串口通信來說，是沒有主從之說，雙方都是平等的角色，都可以互發信息，互收信息。而同步通信一般是應用于CPU讀一些模塊，由CPU發起時鐘信號，比如讀SD卡模塊，就可以通過SPI方式，還有一些傳感器模塊。