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01 物联网系统中为什么要使用RS232接口芯片 在物联网系统中，使用RS232接口芯片的原因主要基于以下几个方面的考虑： 广泛的兼容性和支持 RS232接口具有较长的发展历史和广泛的支持。在市场上可以找到大量与RS232兼容的设备和工具，这使得物联网系统中的设备能够轻松实现互联互通。 稳定性和可靠性 RS232接口使用标准的电气特性和传输规范，具有良好的抗干扰能力和稳定性。即使在繁忙的电磁环境下，RS232接口也能保持高质量的数据传输，这对于物联网系统中要求稳定通信的场景尤为重要。 简单的物理连接和通信参数设置 RS232接口的物理连接和通信参数设置相对简单，使用普遍可用的串行电缆和连接器，不需要复杂的硬件或软件支持。这降低了物联网系统部署和维护的复杂性，提高了系统的易用性。 广泛的应用领域 RS232接口在多个领域都有广泛的应用，包括计算机通信、工业自动化、电子设备、通信设备、测量和控制设备、音频和视频设备以及安防控制等。这些领域的物联网应用都可以利用RS232接口芯片来实现设备之间的数据传输和控制。具体应用场景： 计算机与外部设备连接：如打印机、调制解调器、扫描仪等。 工业自动化：用于控制和监控各种工业设备。 通信设备：与调制解调器、传真机等通信设备进行连接，实现电话线路上的数据传输和通信。 数据采集：连接数据采集设备和传感器，获取和记录各种数据。 嵌入式系统：在嵌入式系统中用于与其他设备或模块进行通信和数据交换。 内部电路实现电平转换和串口通信协议 RS232接口芯片内部集成了电平转换电路，能够将TTL或CMOS电平转换为RS232所需的负逻辑电平，从而实现信号的有效传输。同时，芯片还遵循串口通信协议，实现数据的发送和接收，为后续电路处理提供数据支持。 适用于特定场景 尽管RS232接口的传输速率相对较低（最高通常为115200bps），但在某些特定的物联网应用场景中，如短距离、低速率的数据传输和控制，RS232接口仍然是一种经济、实用的选择。 综上所述，物联网系统中使用RS232接口芯片的原因主要包括广泛的兼容性和支持、稳定性和可靠性、简单的物理连接和通信参数设置、广泛的应用领域以及内部电路实现电平转换和串口通信协议等方面。这些因素共同使得RS232接口芯片在物联网系统中发挥着重要的作用。 本文会再为大家详解接口芯片家族中的一员——RS232接口芯片。 02 RS232接口芯片的定义 RS-232接口芯片是一种用于实现RS-232串行通信接口标准的集成电路芯片。RS-232标准接口（又称EIA RS-232）是常用的串行通信接口标准之一，由美国电子工业协会（Electronic Industry Association, EIA）联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定。RS-232接口芯片的主要功能是将计算机或其他数字设备的TTL或CMOS电平信号转换为RS-232所需的负逻辑电平信号，以实现数据的串行传输。 03 RS232接口芯片的原理 RS-232接口芯片的工作原理主要涉及信号转换和电平转换。芯片内部集成了电平转换电路，能够将TTL或CMOS电平（通常为0V表示逻辑低，5V表示逻辑高）转换为RS-232所需的负逻辑电平（逻辑“1”的电平为-5V(-15V，逻辑“0”的电平为+5V)+15V）。这种转换是为了提高抗干扰能力，增大通信距离。此外，RS-232接口芯片还遵循串口通信协议，实现数据的发送和接收。 04 RS232接口芯片的特点 RS-232接口芯片的特点主要包括： 广泛的兼容性：RS-232接口具有较长的发展历史和广泛的支持，市场上存在大量与RS-232兼容的设备和工具。 稳定性和可靠性：RS-232接口使用标准的电气特性和传输规范，具有良好的抗干扰能力和稳定性。 简单的物理连接：使用标准的串行电缆和连接器，物理连接相对简单。 灵活的传输速率：RS-232接口规定的标准传送速率有多种选择，如50b/s、1200b/s、9600b/s、19200b/s等，可以灵活地适应不同速率的设备。 较长的传输距离：在特定条件下（如使用光电隔离或Modem），RS-232接口的传输距离可以达到数百米甚至更远。 05 RS232接口芯片的使用注意方式 在使用RS-232接口芯片时，需要注意以下几点： 电平匹配：确保发送和接收设备的电平标准与RS-232接口芯片相匹配，必要时使用电平转换电路。 传输速率设置：根据实际需求设置合适的传输速率，避免过高的传输速率导致数据丢失或错误。 共地干扰：RS-232接口使用共地传输形式，容易产生共模干扰。在连接时，应确保地线连接良好，以减少干扰。 传输距离限制：注意RS-232接口的传输距离限制，对于长距离传输，应考虑使用光电隔离、Modem或其他传输介质。 驱动安装：在某些操作系统中，为了正确地使用RS-232接口，可能需要安装特定的设备驱动程序。 06 RS232接口芯片的厂商 市场上存在多家生产RS-232接口芯片的厂商，如Maxim（美信）、Silicon Labs（硅实验室）、NXP（恩智浦）等。这些厂商提供的RS-232接口芯片具有不同的性能特点和应用场景，用户可以根据实际需求选择合适的芯片 供应商A：MaxLinear 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1:SP3232EBEN-L/TR 对应的产品详情介绍 硬件参考设计 RS232接口防静电设计 图1 RS232接口防静电设计 接口电路设计概述： RS232接口多用于计算机与设备之间的通讯，用于数据监控及调试。在应用的过程中通讯电缆容易耦合外部的干扰对信号传输造成一定的影响，单板内部的干扰也可能通过电缆形成对外辐射。 本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。 电路EMC设计说明： （1） 电路滤波设计要点： L1、L2、C1、C2组成滤波电路，L1、L2为滤波磁珠，建议取值为600Ω/100Hz，用于抑制电路上的高频干扰； C1、C2为滤波电容，用于滤除线上的干扰，电容取值为330pF；R1、R2为100欧姆的限流电阻，可根据实际应用情况进行增加； C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上，C3容值可根据测试情况进行调整； （2） 电路防护设计要点： D1、D2为TVS管，组成防护电路，防止在进行热插拔过程中，产生大的干扰能量和静电干扰对电路进行冲击而导致芯片损坏； 选择电路防护TVS器件时，注意TVS启动电压≥15V*1.2=18V。 接口电路设计备注： 如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连； 如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板地GND直接电气连接。 供应商B: KEYSEMI（上海旷岳） 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1：KY232LEEN 对应的产品详情介绍 硬件参考设计 研发设计注意使用事项 RS232接口防静电设计 图1 RS232接口防静电设计 接口电路设计概述： RS232接口多用于计算机与设备之间的通讯，用于数据监控及调试。在应用的过程中通讯电缆容易耦合外部的干扰对信号传输造成一定的影响，单板内部的干扰也可能通过电缆形成对外辐射。 本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。 电路EMC设计说明： （1） 电路滤波设计要点： L1、L2、C1、C2组成滤波电路，L1、L2为滤波磁珠，建议取值为600Ω/100Hz，用于抑制电路上的高频干扰； C1、C2为滤波电容，用于滤除线上的干扰，电容取值为330pF；R1、R2为100欧姆的限流电阻，可根据实际应用情况进行增加； C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上，C3容值可根据测试情况进行调整； （2） 电路防护设计要点： D1、D2为TVS管，组成防护电路，防止在进行热插拔过程中，产生大的干扰能量和静电干扰对电路进行冲击而导致芯片损坏； 选择电路防护TVS器件时，注意TVS启动电压≥15V*1.2=18V。 接口电路设计备注： 如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连； 如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板地GND直接电气连接。 核心料（哪些项目在用） 奇迹物联叉车监控项目 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki，更多技术干货欢迎关注收藏Wiki： Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) （如有侵权，联系删除）

单片微型计算机简称单片机，它是将中央处理器(CPU)、存储器(RAM，ROM)、定时/计数器和各种接口电路都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。随着计算机技术尤其是单片机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、湿度等参数进行检测和控制。PC机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，通过PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此如何实现PC机与单片机之间的通信具有非常重要的现实意义。针对一些远距离控制或者是危险性比较高的数据采集和控制的应用情况，本文主要介绍一种用双工方式实现PC机与单片机之间的串行通信。 1 设计方案 为了通过串口实现PC机与单片机间的双工通信，可有如下设计方案。 (1)设计方案一：有线传输 此方案是指PC机与单片机之间通过电缆线传输数据。有线传输的优势是性能比较稳定，调试简单，而不足之处在于它的应用范围不够广、性能不够好，而且传输距离受限，这样就大大影响了系统的应用范围。 (2)设计方案二：无线传输 此方案是指PC机与单片机通过无线信道传输数据。无线传输的最大优势是应用范围广，受距离约束较小，在一定范围内可以不用考虑距离问题，还可以应用在一些高温、危险的场合。 因此，本文选用无线传输方案通过串口来实现PC机与单片机之间的双工通信。无线传输可以用不同的方式来实现，常用的有红外方式、蓝牙方式，其他的还有射频收发芯片如CC1100，PT2262/2272芯片等。 红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体，通过红外光在空中的传播来传递信息，由红外发射器和接收器实现。发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经电光转换电路，驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。接收端将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制数字信号。其最大优点是：不易被人发现和截获，保密性强；几乎不会受到电气、天电、人为干扰，抗干扰性强。此外，红外线通信机体积小、重量轻、结构简单、价格低廉。不足之处在于它必须在视距内通信，且传播受天气的影响。 CCll00是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。CCll00构建高性能射频无线数据传输技术方案应用无线通讯模块采用透明模式进行通讯，即所收即所发，具有通讯距离远、低功耗、接口灵活等优点，使用者无需编码和控制。CCll00通信距离(视距)大于300m，而且能隔墙遥控，操作方便。 综合上述分析，本文介绍的是采用CCll00收发器通过串口来实现PC机与单片机之间的双工无线通信。 【 分页导航 】 第1页：设计方案 第2页：硬件设计 第3页：软件设计 第4页：测试结果 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 2 硬件设计 2.1 总体框图 此双工无线通信系统的总体框图如图1所示。由于此系统可实现双工通信，因此它可分为两个通信过程：PC机(上位机)通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给PC机，并在PC机上位机程序界面上显示出来。 2.2 实现电路图 对应于上述框图的电路实物图如图2所示。其左右两个电路分别对应上述框图中的左右两个部分。总体来说，它包括电平转换电路、单片机处理部分、无线收发部分(CCll00收发器)、液晶显示模块和键盘输入模块五个部分。 (1)电平转换电路 PC机的串行口采用的是标准的RS 232接口，单片机的串行口电平是FTL电平，而TTL电平特性与RS 232的电气特性不匹配，因此为了使单片机的串行口能与RS 232接口通信，必须将串行口的输入/输出电平进行转换。通常用MAX232芯片来完成电平转换。 (2)单片机部分 单片机部分包括单片机、复位电路和时钟电路。它将串口送过来的数据传输给CC1100收发器，或者将CCll00收发器传送过来的数据通过串口给PC机。单片机的复位电路和时钟电路是单片机工作所必需的。 (3)无线收发部分 无线收发部分由CC1100收发器组成，它将接收到的数据通过天线发射出去或从天线接收发送过来的数据。 (4)液晶显示模块 此处选用LCDl602液晶模块，其内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。 (5)键盘输入模块 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口(如P1口)就可以构成4×4=16个按键，比之直接将端口用于键盘多出了一倍。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是比较好的。矩阵式键盘的按键识别方法为行扫描法。此处选用4×4的矩阵键盘来输入O～9的数字和a～f的字母。 【 分页导航 】 第1页：设计方案 第2页：硬件设计 第3页：软件设计 第4页：测试结果 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 3 软件设计 本系统的软件设计方面包括上位机程序和单片机程序的设计。上位机程序要实现的功能是在电脑上显示一个操作界面，它可代替串口调试工具。 3.1 上位机程序 上位机程序可以用VB，VC++等语言来编程，但本方案采用比较方便的C#来编程实现，其流程图如图3所示。 3.2 单片机程序 单片机程序主要包括主程序、单片机发送子程序、单片机接收子程序、液晶显示子程序、键盘输入子程序五部分，均采用C语言进行模块化编程。由于篇幅原因，下面只给出了单片机发送子程序和接收子程序，如图4，图5所示。 【 分页导航 】 第1页：设计方案 第2页：硬件设计 第3页：软件设计 第4页：测试结果 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 4 测试结果 测试时，连接好硬件打开串行口COM1，并设波特率为9600b/s。单片机发送字符串“675”给PC机，其液晶显示如图6所示，相应的PC机界面显示如图7所示。PC机发送"69asd"给单片机，液晶屏上即可接收到“69asd"，如图8，图9所示。测试结果说明：基于串行口的PC机与单片机之间的双工无线通信是切实可行的，而且无线传输的距离至少可达到100m。 5 结语 采用CCll00收发器通过串口实现了PC机与单片机之间的双工无线通信。此系统可应用到一些远距离控制或者是危险性比较高的数据采集和控制的场合，用于采集温度、湿度等参数，还可扩展到无线传感器网络领域，实现诸如无线抄表、智能家居等系统。 【 分页导航 】 第1页：设计方案 第2页：硬件设计 第3页：软件设计 第4页：测试结果 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

RS232与RS485是两个难搞清的东西，尽管它们非常不同。 1.什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？   答：计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS- 232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。  （1）接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示  （2）接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”  (3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB -9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。  (4) 传输电缆长度由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为 10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果。  2. 什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特点？   答： 由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：  （1） 接口的信号电平值较高，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，在异步传输时，波特率为20Kbps。  （3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。  （4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能 用在50米左右。  针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：  ☉ RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。  ☉ RS-485的数据最高传输速率为10Mbps  ☉ RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。  ☉ RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。  因RS -485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB- 9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。  3. 采用RS485接口时，传输电缆的长度如何考虑？  答：在使用RS485接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆（线径为0.51mm），线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100欧时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时， 则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例如：当数据信号速率为600Kbit/S时，采用24AWG电缆，由图可知最大电缆长度是200m，若采用19AWG电缆（线径为0.91mm）则电缆长 度将可以大于200m； 若采用28AWG 电缆（线径为0。32mm）则电缆 长度只能小于200m。

    做硬件开发的应用串口非常多，232和485也是最简单最好用的。简单说一下我做过一个小项目之后对他俩的理解吧：       232是通过两根信号线（一根发送，一根接受）对地线的电平来传输的，互补干涉，所以是全双工的。485只有两个线A  、B 差分方式传输数据，电压差正/负来区别发送或者接收，这只是硬件协议方面的，与软件设计无关。   软件区别两点：   1、由于485半双工，需要一个使能信号来控制发送还是接受，只要在发送或者接受前给使能端1或者0即可。 2、若没有发送完毕就开始接受，或者没接收完毕就开始发送会有数据错误，所以要视情况而定延时。   硬件方面区别： 485比232芯片外围期减少，只需要在端口接匹配电阻（还没有实践过）即可。