不同的接口有不同的用途，根据其应用场景就衍生出各种各样的通信接口标准（注意是接口标准，不是协议！)，常见的有RS232、RS422、RS485、USB等。

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TTL

RS232

RS422

RS485

RS232、RS422、RS485的异同

USB

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TTL

TTL（transistor transistor logic）即晶体管-晶体管逻辑电平。TTL电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0 V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。一般的电子设备用的多是TTL电平，但是它的驱动能力和抗干扰能力很差，不适合作为外部的通信标准，一些通信方式如RS232、RS485、USB等在传输线上使用的不是TTL电平，因此这些通信线上的信号在电子设备端要进行电平转换，才能够正常通信。

RS232

RS232是一种接口电气特性的标准，全称是数据终端设备( DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准，RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E(由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓，即RS232)，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。

DCE（数据通信设备或者数据电路终端设备）：该设备和其与通信网络的连接构成了网络终端的用户网络接口。它提供了到网络的一条物理连接、转发业务量，并且提供了一个用于同步DCE设备和DTE设备之间数据传输的时钟信号。调制解调器和接口卡都是DCE设备的例子。
  
DTE（数据终端设备）：指的是位于用户网络接口用户端的设备，它能够作为信源、信宿或同时为二者。数据终端设备通过数据通信设备（例如，调制解调器）连接到一个数据网络上，并且通常使用数据通信设备产生的时钟信号。数据终端设备包括计算机、协议翻译器以及多路分解器等设备。

RS-232接口是DTE（数据终端设备）和DCE（数据通信设备）之间的一个接口,DTE包括计算机、终端、串口打印机等设备。DCE通常只有调制解调器（MODEM）和某些交换机COM口是DCE，标准指出DTE应该拥有一个插头(针输出)DCE拥有一个插座（孔输出）。

RS-232总线规定了25条线，包含了两个信号通道，即第一通道（称为主通道）和第二通道（称为副通道）。利用RS- 232总线可以实现全双工通信，通常使用的是主通道，而副通道使用较少。在一般应用中，使用3条～9条信号线就可以实现全双工通信，采用三条信号线（接收线RXD、发送线TXD和信号地GND）能实现简单的全双工通信过程。因此RS232标准有两种接口——DB9和DB25，其中常用的是DB9接口。

目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25），通信距离较近时(<12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM）。最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连。

RS232的收、发端数据信号是相对于信号地，如从DTE设备（data terminal equipme）发出的数据是2脚相对7脚(信号地)的电平（DB25）。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15V，负电平在-5～-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

RS232接口标准由于出现较早，所以其目前存在很多问题。
(1)、接口电平值较高，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，大约为20Kbps；传输距离较短，大约为15米左右。
(3)、接口由三根线TX、RX、GND组成，没有构成差分线形式，容易产生共地共模干扰，抗干扰能力弱。

RS422

RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性，是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准，习惯称为RS422。RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时)，并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器，一般采用终端匹配的总线型结构，即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星形网络。

RS485

为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。RS-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信，最大支持32个节点（如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点），同样不支持环形或星型网络。需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。

RS-485采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号a，b两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TLL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以有强大的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mv电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mb/s，传输速率与传输距离成反比，在10Kb/s的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加RS-485中继器。

RS232、RS422、RS485的异同

RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

规定	RS232	RS422	R485
工作方式	单端	差分	差分
节点数	1发1收	1发10收	1发32收
最大传输电缆长度	50英尺	4000英尺	4000英尺
最大传输速率	20Kb/s	10Mb/s	10Mb/s
最大驱动输出电压	+/-25V	-0.25V～+6V	-7V～+12V
驱动器输出信号电平(负载最小值) 负载	+/-5V～+/-15V	+/-2.0V	+/-1.5V
驱动器输出信号电平(空载最大值) 空载	+/-25V	+/-6V	+/-6V
驱动器负载阻抗(Ω)	3K～7K	100	54
摆率(最大值)	30V/μs	N/A	N/A
接收器输入电压范围	+/-15V	-10V～+10V	-7V～+12V
接收器输入门限	+/-3V	+/-200mV	+/-200mV
接收器输入电阻(Ω)	3K～7K	4K(最小)	≥12K
驱动器共模电压	-3V～+3V	-1V～+3V	-1V～+3V
接收器共模电压	-7V～+7V	-7V～+12V	-7V～+12V

USB

USB

USB通过一根4线的电缆传送信号和电源，其中D+、D-用于传输差分信号，另两个是电源线，四个线的名字可以通过颜色加以区分。

引脚标号	信号名称	缆线颜色
1	Vcc	红
2	Data- (D-)	白
3	Data+ (D+)	绿
4	GND	黑

一个USB系统中仅有一个USB 主机，设备包括USB功能设备和USB HUB（集线器），最多支持127个设备。物理连接指的是USB传输线。在USB 2.0系统中要求使用屏蔽双绞线。

USB 数据传输的传输使用反向不归零编码（NRZI）进行传送，可以保证数据的完整性，而且不要求传输过程中由独立的时钟信号。

再多的部分不再写了，这里只需要知道：USB使用不是TTL电平，是差分信号！有的小伙伴以为USB就是一般单片机上的串口（因为都是四根线，而且USB的硬件接口还真可以当UART串口导线用），其实不是。USB是一个很复杂的协议规范，将来我也会将USB的协议和代码实现写成文，感兴趣可以关注一下！