串列接口

串列接口簡稱串口，也稱串列通信接口或串列通訊接口（通常指COM接口），是採用串列通信方式的擴展接口。串列接口 (Serial Interface) 是指數據一位一位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現雙向通信（可以直接利用電話線作為傳輸線），從而大大降低了成本，特別適用於遠距離通信，但傳送速度較慢。

基本介紹

• 中文名：串列接口
• 外文名：Serial Interface
• 簡稱：串口
• 別稱：通常指COM接口

定義

串列接口 (Serial Interface) 是指數據一位一位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現雙向通信（可以直接利用電話線作為傳輸線），從而大大降低了成本，特別適用於遠距離通信，但傳送速度較慢。一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串列通訊。串列通訊的特點是：數據位的傳送，按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。串列通訊的距離可以從幾米到幾千米；根據信息的傳送方向，串列通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。

由來

串口的出現是在1980年前後，數據傳輸率是115kbps～230kbps。串口出現的初期是為了實現連線計算機外設的目的，初期串口一般用來連線滑鼠和外置Modem以及老式攝像頭和寫字板等設備。串口也可以套用於兩台計算機（或設備）之間的互聯及數據傳輸。由於串口（COM）不支持熱插拔及傳輸速率較低，目前部分新主機板和大部分便攜電腦已開始取消該接口。目前串口多用於工控和測量設備以及部分通信設備中。

接口劃分標準

同步串列接口（英文：SynchronousSerialInterface，SSI）是一種常用的工業用通信接口。。

異步串列是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用異步接收/傳送。UART是一個並行輸入成為串列輸出的晶片，通常集成在主機板上。UART包含TTL電平的串口和RS232電平的串口。 TTL電平是3.3V的，而RS232是負邏輯電平，它定義+5~+12V為低電平，而-12~-5V為高電平，MDS2710、MDS SD4、EL805等是RS232接口，EL806有TTL接口。

串列接口按電氣標準及協定來分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，不涉及接外掛程式、電纜或協定。

RS-232

也稱標準串口，最常用的一種串列通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串列二進制數據交換接口技術標準”。傳統的RS-232-C接口標準有22根線，採用標準25芯D型插頭座（DB25），後來使用簡化為9芯D型插座（DB9），現在套用中25芯插頭座已很少採用。

RS-232採取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。由於其傳送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點（即只用一對收、發設備）通訊而設計的，其驅動器負載為3～7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。

RS-422

標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。典型的RS-422是四線接口。實際上還有一根信號地線，共5根線。其DB9連線器引腳定義。由於接收器採用高輸入阻抗和傳送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連線多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主設備（Master），其餘為從設備（Slave），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發端最大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422四線接口由於採用單獨的傳送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟體方式（XON/XOFF握手）或硬體方式（一對單獨的雙絞線）實現。

RS-422的最大傳輸距離為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

RS-485

是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信，而採用四線連線時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其餘為從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連線方式匯流排上可多接到32個設備。

RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12kΩ、RS-422是4kΩ；由於RS-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以在RS-422網路中套用。

RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。

與並口區別

串口形容一下就是一條車道，而並口就是有8個車道同一時刻能傳送8位（一個位元組）數據。但是並不是說並口快，由於8位通道之間的互相干擾（串擾），傳輸時速度就受到了限制，傳輸容易出錯。串口沒有互相干擾。並口同時傳送的數據量大，但要比串口慢。串口硬碟就是這樣被人們重視的。

套用

交換機的串口

交換機的串口的英文就是trunk;是用來做下一跳路由轉換用的。每個VLAN只有通過與TRUNK的路由指向後才能上外網。

引腳說明：

Pin Name Dir Description

1 CD Carrier Detect

2 RXD Receive Data

3 TXD Transmit Data

4 DTR Data Terminal Ready

5 GND System Ground

6 DSR Data Set Ready

7 RTS Request to Send

8 CTS Clear to Send

9 RI Ring Indicator

目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(<12m)，可以用電纜線直接連線標準RS232連線埠(RS422,RS485較遠)，若距離較遠，需附加數據機（MODEM）或其他相關設備。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數據和傳送數據三腳相連，下面涉及到最為基本的接法，且直接用RS232相連。

（1）DB9和DB25的常用信號腳說明

DB9 | DB25

pin function name pin function name

1 數據載波檢測 DCD 8 數據載波檢測 DCD

2 接收數據 RXD 3 接收數據 RXD

3 傳送數據 TXD 2 傳送數據 TXD

4 數據終端準備 DTR 20 數據終端準備 DTR

5 信號地 GND 7 信號地 GND

6數據設備準備好DSR 6 數據設備準備好 DSR

7 請求傳送 RTS 4 請求傳送 RTS

8 清除傳送 CTS 5 清除傳送 CTS

9 振鈴指示 RI 22 振鈴指示 RI

（2）RS232C串口通信接線方法（三線制）

首先，串口傳輸數據只要有接收數據針腳和傳送針腳就能實現：同一個串口的接收腳和傳送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。

同一個串口的接收腳和傳送腳直接用線相連對9針串口和25針串口，均是2與3直接相連。

兩個不同串口（不論是同一台計算機的兩個串口或分別是不同計算機的串口）

串口連機線

DB9-DB9

2-3,3-2,5-5

DB25-DB25

2-3,3-2,7-7

DB9-DB25

2-3,3-2,5-7

DB9-DB25串口轉接線

2-3,3-2,5-7

上面是對微機標準串列口而言的，還有許多非標準設備，如接收GPS數據或電子羅盤數據，只要記住一個原則：接收數據針腳（或線）與傳送數據針腳（或線）相連，彼此交叉，信號地對應相接。

3.串口調試中要注意的幾點：

不同編碼機制不能混接，如RS232C不能直接與RS422接口相連，市面上專門的各種轉換器賣，必須通過轉換器才能連線。

串口調試時，準備一個好用的調試工具，如串口調試助手、串口精靈等，有事半功倍之效果；

強烈建議不要帶電插撥串口，否則串口易損壞。

對於大型的工控和測量設備，建議使用光電耦合器來隔離設備，具體的耐壓值根據實際需求來確定。

電腦主機板串口

進行串列傳輸的接口，它一次只能傳輸1Bit。串列連線埠可以用於連線外置數據機、繪圖儀或串列印表機。它也可以控制台連線的方式連線網路設備，例如路由器和交換機，主要用來配置它們。