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2.4 UART/RS485总线
2.4.1 简述UART总线
2.4.2 简述RS485总线
2.4.3 简述UART总线的数据帧
2.4.4 UART总线长线干扰如何解决
2.4.5 简述UART总线和RS485总线的异同
2.4.6 UART总线闲置RX浮空会有什么问题?如何处理?
2.4.7 什么原因会导致UART/RS485总线全乱码?
2.4.8 RS485总线总线首尾两端为什么接终端电阻?
2.4.9 什么原因会导致UART/RS485总线只发不收?
摘要:本文系统介绍了UART和RS485两种串行总线的关键技术要点。主要内容包括:1)UART总线的异步通信原理、TTL电平标准、数据帧结构及其点对点全双工特性;2)RS485总线的差分传输机制、半双工工作方式、多节点组网能力及工业应用优势;3)两种总线的核心差异比较,包括电平标准、拓扑结构、传输距离等关键参数;4)实际工程中的常见问题解决方案,如长线干扰抑制、终端电阻匹配、浮空引脚处理等;5)典型故障分析与排查方法,如全乱码、只发不收等异常现象的成因与对策。本文为硬件工程师提供了这两种常用串行接口的完整技术参考。
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2.4 UART/RS485总线
2.4.1 简述UART总线
①通信类型
通用异步收发传输器,异步串行通信,无独立同步时钟线,收发双方预先约定相同波特率完成时序同步。
②硬件接线—>基础两根信号线:TX(发送端)、RX(接收端),设备交叉连接(A_TX接B_RX、A_RX接B_TX),共地GND保证电平参考;仅支持点对点一主一从,无法直接多节点组网。
③电平标准:芯片内部为TTL电平:低电平0、高电平1;TTL-UART传输距离极短,仅几米内稳定。
④数据帧格式
一帧固定结构:起始位(1bit低电平)+数据位(5~8bit)+校验位(可选,奇/偶校验)+停止位(1/1.5/2bit高电平)
⑤核心特点
1.全双工通信,TX、RX独立,可同时收发; 2.无时钟线,依靠帧起止位识别数据;
3.单端信号传输,抗干扰差,长线易出错; 4.无硬件寻址、无应答机制,通信简单;
5.原生不支持多从机,如需多节点需外接RS485芯片转换差分总线。
⑥应用场景:单片机调试打印、蓝牙/WiFi/GPS模块板内短距离通信、设备本地调试串口。
2.4.2 简述RS485总线
①基础原理—>RS485是差分半双工串行工业总线,常由MCU的UART外设搭配485收发芯片实现,依靠A(SDA)、B(SDA)两根差分线传输信号,依靠压差区分逻辑电平。(SD:公共地线)
差分逻辑:VA-VB>+200mV逻辑1;VA-VB<-200mV逻辑0。