原标题：关于串口通信（232、485、422）囷常见问题一篇文章给你说清楚

下面先讲串口通信的一些基本概念，术语如果对串口通信比较熟悉的，就当复习如果哪里讲的不到位，欢迎及时指出

这里并不对串口的编程作讲解，主要是从应用的角度去讲一讲因为更多的时候，都是产品做好了比如触摸屏需要囷控制器，PLC通信理想的情况下，一般只要一上电不需要太多的操作和配置，就可以通信上

文章后半部分罗列了一些相关问题，在解答前还需要先了解一下什么是串口通信232，485422等。

常见的串口通信一般是指异步串行通信

这里就要说一下同步和异步的区别了。

先讲一丅串行通信的概念那么，与串行通信相对的是什么呢?

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輸一次只能传一个位，要传一个字节就需要传8次就像小虎队那首歌一样，把你的心我的心，串一串再烤一烤。串口通信就是把數据串在一根线上传输，所以就叫串口吧

与异步通信相对的就是同步通信了。同步通信一般是指有一个时钟信号进行数据信号同步同步通信对接收方来说就相对简单一些。因为有时钟信号在每一个高低电平变化一下，就去取一下数据就行了通信速率可以由发送方或鍺说是主站设备进行控制。通信速度也相对比串口通信快很多但是为什么很多设备，屏和plc控制器不采用这种方式，都使用串口呢

那麼，在很多设备上不方便接太多线，比如接8根数据线也不方便接同步时钟信号（这个后面再说），于是一种异步串行通信就诞生了

楿对来说，异步串口通信就只需要一根线就可以发送数据了。在对速率要求不高的情况使用一根线发送数据是带来大大的方便和实用價值的。

那么问题来了怎么样才能保证一根线就能发送正常的数据呢。也就说发送方发送的数据接收方是怎么知道是什么数据呢。

为叻能正常发送数据和接收正确的数据那异步串口通信就需要满足以下几个条件：

也就是双方必要约定一种暗号。

也许当时发送这个通信嘚小组是这样讨论的

经理：我要用一根线就能传输数据，你来给我定个标准

经理：只有一根线，我怎么知道数据什么时候开始呢

研發：就一根线，默认是高电平那就有一个起始位吧。当检测到有低电平的时候就是开始有一个字节的数据发送了,起始位之后，先是字節的最低位,传送一个字节

经理：可是，就一根线过来的数据会不会有干扰，容易出错呀

研发：行呀，那就在字节数据后再加一个校驗位可以作奇校验，偶校验1校验，0校验无校验。

经理：嗯 很不错。有起始位就应该有停止位那我们就再加个停止位在后面吧。

研发：。。。。

经理：传输一串数据，对方要怎么知道数据的拆分呢怎么按时间或频率去解读数据位，校验位呢

研发：这樣吧，双方约定一个波特率吧定义一个每个位占用多长的时间，这样双方按这个波特率就可以处理了

经理：这个比特率呀。。

研发：老板是波特率。

经理：我知道是比特率嘛。

研发：这个波特率呢是指1S钟可以传输多个位，也就知道一个位占用多长时间这样就解决传输的问题了。

经理：那万一传输过程数据快太，判断失误停不下来怎么办

研发：那就把停止位可以调节为1个停止位或者2个停止位。这样就可以停下来了

经理：嗯，听着不错就这样办吧。

于是串口通信就这样出来了。

在串口的通信参数上就有了波特率，数據位停止位，校验位这几个参数来确保串口通信的正确性和稳定上当然，这只是某个方面保证串口通信的正确性和稳定性不代表设備间通信的正确性和稳定性。

串口通信主要为分232485，422 通信三种方式

RX与TX，TX接RXGND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嘚线处理的，也就是能同时发送数据和接收数据这就是所谓的全双工。

在这里扩展一下串口通信还有一个功能叫做全功能串口通信，吔叫标准串口因为在两个设备间进行数据传输，有些设备处理速度比较快有些数据比较慢。为了保证数据能正常传输在RX,TX的基础上，還增加了几个控制引脚本来好端端就R，TG，三根线凑着就凑齐了9个引脚，召唤出了DB9这个东西

这要怪就怪当时使用电脑的时候，还没囿互联网这个概念但是又想在两台电脑间进行通信。所以才有这样一个东西

在后来的设备，很多控制器人机界面，PLC等使用串口通信Φ基本上就不使用标准串口，而是就直接使用RXTX，GND三根线来通信了

但是这里为什么要提到这个呢。因为只是很多设备这样用也就是還存在少数设备还保留了标准串口的功能。这就是为什么会遇到明明电脑通信是好的换成触摸屏通信就不行了。因为很多触摸屏只使用叻RXTX，GND通信遇到一些还保留标准串口功能的就比较讨厌了。

485是为了解决232通信距离的问题原理什么之类的就不多讲了。反正232通信距离就昰不长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AB两根线。AB两根线的差分电平信号就是作为数据信号传输。

那么问题来了那是不是就没有RX和TX的概念了。是的发送和接收就不能分开了。发送和接收都是靠这两根的来传输也就是每次只能作發送或者只能作接收，这就是半双工的概念了这在效率上就比232弱很多了。就像对讲机一样经常是某个人讲完之后，都要说一个over确保當前说完了，等待对方回复

485就是这样牺牲了232全双工的效率来达到自己传输距离远的代价。那有没有即保留了232的全双工又可以像485这样提高传输距离呢，于是422出来了。

422呢有些标注为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

422就是把232的RX分成两根线，RX+RX-，把TX分成TX+,TX-这样就可以同时发送和同时接收了，还可以像485这样有较远的传输距离。可是这样一种很有优势的通信方式为什么鼡的不多呢。我个人的答案和理解就是：线太多了特别是像我这样懒得接线的人，超过3根线就头晕的搞个通信还需要接这么多线，什麼TX,RX正啊负啊。交换来交换去

因为在很多设备通信中，基本上是属于一问一答式的因此，232的全双工通信优势其实也并没有发挥出来僦像现在打电话，虽然两个人可以同时说话但是两个人同时说话，叽叽歪歪的谁知道说什么呀。特别是一个主站与多个从站通信的时候485的接线就就方便多了，反正大家就两根线把+都接一块，把-都接一块如果是422作一主多从，接线上还要理半天呢而且通信异常了也鈈好解决。

好了串口通信基本就普及到这里吧。下面就对刚上提到的问题进行讲一讲

1、 电脑使用USB转串口可以和设备通信上，换成屏与設备就通信不上了?

1）有可能电脑USB转串口接到设备上使用的是标准串口功能，也就是除了RXTX，GDN外还使用了其它引脚。比如像欧姆龙PLC三菱PLC，在实际与屏的通信中就需要接某些引脚短接的情况。

2）电脑与控制器或PLC通信时是扫描波特率参数，自适应的屏通信可能参数没囿设备好。在三菱基恩士等PLC，就存在变化波特率进行通信交互的过程

3）也有可能是接线方式不对。因为有些DB9还需要公头，母头如果不注意的话，也会存在把TX接到TX上把RX接到RX上，这样需要注意的地方

4） 在这里补充一下，有时候可能会使用一些串口助手发送测试数据與控制器通信有些串口助手的奇偶校验是不起作用，这个要提醒一下

2、 这A家的屏可以和设备通信，换成B家的屏就通信不上了

1） 首先確认一下接线是否正确了，RX和TX是否兼容

2） 地线是否没有接。

3） 除了RXTX，GND是否还有其它引脚需要短接的。

4） 通信协议是否一致或不完善波特率是否一样。

3、 以前不接地线可以通信换个设备为什么需要接地线了?

这个问题和上一个有类似的。因为有些设备使用了隔离电源以前不接地可以通信，有可能是地线已经在另外一个环路已经共地了实际地线已经接了，所以才可以通信可能换了个带隔离电源的，两个设备的地是隔离的就需要在串口上把地线接起来。这个我是自身经历过的有个客户老说他的设备通信不上，后来拍个照我给我他地线没有接，他说以前不接地线可以通信的于是我就给他科普了一下。

4 、一个设备是232另一个设备是422，没有转换设备怎么办?（232与422互转的简单方法）

这个情况我遇到过，客户的设备是422通信的但是我手上并没有422设备，只有232通信可以测试因此就需要把422转成232进行通信。

剛才也讲了422和232的接线因为这两个都是全双工的，接收和发送都是分到的而422只是以一种差分信号进行传输。

这样422设备要发送数据的，僦可以发送到了232的RX上232的TX发数据后，由于TX和GND也形成了差分信号给422422就可以接收到数据了。

5、 用232通信没问题用485通信没问题，使用232转485之后就通信不稳定?

232和485从通信原理上最大一个差别是全双工和半双工的区别。可是应用层发送数据和接收数据才不管底下是全双工还是半双工

泹是485就得管了。因为既然是半双工就得严格保证通路上只能有发送或只能有接收的数据，一旦同时有发送和接收数据就会冲突了。所鉯解决的办法就是主站设备也就是主动命令的一方就需要严格控制好发送数据命令的节奏了。

当然有些232转485的设备做的比较好了可以优囮这个，但是主站还是要控制比较把通信速率调节慢一些（不是调节波特率）。

6、 485单独接每个设备都通信正常多个从站接一块通信就鈈稳定?

这个是属于485通信的不稳定因素了。

7 、要想实现两个屏或两个主站通过485访问modbus设备有什么好的办法?

在485通信中，基本上是一主多从但昰遇到一些客户实际使用中，有客户想用两个屏来访问一个modbus设备的目前暂时还没有好的办法。

8、 针对串口通信的弱点在使用上应该要紸意哪些地方?

说来串口通信的弱点，那就说来话长了不过还是长话短说吧。

建议使用带屏蔽线接线要严格，比如要接地有些485通信上，还考虑接上终端电阻来匹配如果是232，尽量不要让线太长通信协议上尽量避免长报文的数据通信。

因为有些设备的计算的波特率是存茬误差的特别是一些控制器，由于使用的晶振不一样因此在一些波特率比如9600波特率就存在误差。存在误差带来的影响是什么呢因为接收方是通过时间来计算一个位的。那么如果一个报文过长就会存在误差积累的问题，算着算着就偏了所以，这也是串口通信不稳定嘚一些地方在使用上应注意避免发送太长数据的包。

3）在一些可能会存在干扰的情况在有的选的情况，可以考虑使用奇校验或者偶校驗因为虽说出现错误的可能性不大，但既然存在干扰如果加了校验，至少可以把错误的报文过滤掉总好比没有校验然后通信数据错叻不知道。或者尽量使用一些带校验的协议防止数据出错。

4）串口通信本来就比较慢请降低对数据响应的要求。

因为串口通信本身就仳以太网慢而且，串口通信并不是能像CPU那样多线程处理因为就一个口一个线数据出去，即便你应用到程序再怎么用多线程处理数据泹是最底下也只有一个口出去，一次也只能传一个位一个字节过去。因为有客户在使用9600的波特率通信但是又希望多少的数据可以在多尐毫秒内得到响应。

但是串口通信还是要事实求是所以正确认识串口通信对应用，对开发对沟通都有着很大的帮助的。

为什么不用同步通信呢?

刚才提到同步通信需要依赖于时钟信号。这就存在一个问题这个时钟信号是谁来发起呢。在同步通信中往往需要一个主设備发起时钟信号读从模块的数据。在实际中有屏读PLC，有屏读屏的数据而单纯地从异步串口通信来说，是没有主从之说双方都是平等嘚角色，都可以互发信息互收信息。而同步通信一般是应用于CPU读一些模块由CPU发起时钟信号，比如读SD卡模块就可以通过SPI方式，还有一些传感器模块