一文詳解RS232、RS485、CAN總線

RS232簡(jiǎn)單實(shí)用，缺陷是不支持多設(shè)備間的互連，缺少拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由此誕生了RS485。RS485最重要的是采用兩條差分線代替RS232的單線傳輸，支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。RS485屬于電氣層的協(xié)議，物理上的實(shí)現(xiàn)大都在RS232基礎(chǔ)上完成。缺陷是主從輪詢的方式導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與可靠性方面較差，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)物理層導(dǎo)致開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線范疇(意思就是跟上兩個(gè)根本不在一起玩兒)，CAN、LIN、FlexRay并稱(chēng)三大汽車(chē)總線。采用數(shù)據(jù)位仲裁的方式來(lái)替代傳統(tǒng)的站地址輪詢方式，因此可以支持多主多從的工作方式。CAN底層協(xié)議比RS232/RS485復(fù)雜很多，但是好消息是STM32內(nèi)部已經(jīng)集成了CAN協(xié)議控制器，方便了我們的使用。

一、RS232串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議。

串口的電氣特性：

1、RS-232串口通信最遠(yuǎn)距離是50英尺;

2、RS232可做到雙向傳輸，全雙工通訊，最高傳輸速率20kbps ;

3、RS-232C上傳送的數(shù)字量采用負(fù)邏輯，且與地對(duì)稱(chēng) 邏輯1：-3 ～-15V 邏輯0：+3～+15V;

缺點(diǎn)：

1、RS-232-C的電氣接口電路采取的是不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊，其發(fā)送電平與接收電平的差只有2～3V，所以共模抑制能力較差，容易受到共地噪聲和外部干擾的影響;

2、接口電路的信號(hào)電平較高，容易損壞接口電路的芯片;

3、與TTL電路的電平也不兼容，影響其通用性;

二、RS485 是隸屬于 OSI 模型物理層的電氣特性規(guī)定為 2線，半雙工多點(diǎn)通信的標(biāo)準(zhǔn)。它電氣特性和 RS -232大不一樣。用纜線兩端的電壓差值來(lái)表示傳遞信號(hào)。RS485 僅規(guī)定了接受端和發(fā)送的電氣特性。它沒(méi)有規(guī)定或推薦任何數(shù)據(jù)協(xié)。

RS485特點(diǎn)：

1、接口電平低，不易損壞器件。邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示。不易損壞接口電路的芯片，且該平與 TTL 電平兼容，可方便與TTL 電平兼容;

2、傳輸速率高。 10 米時(shí)，RS485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率 可達(dá) 35Mbps，在 1200m時(shí)，傳輸速度100Kbps;

3、RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好;

4、傳輸距離遠(yuǎn)，支持節(jié)點(diǎn)多;

三、CAN是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來(lái)傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

CAN控制器根據(jù)兩根總線上的電位差來(lái)判斷總線電平?？偩€電平分為顯性電平和隱性電平。顯性電平對(duì)應(yīng)邏輯電平為0，CAN-H與CAN-L之間的差為2.5V左右;隱性電平對(duì)應(yīng)邏輯電平為1，CAN-H與CAN-L之間的差為0V左右;在總線上顯性電平具有優(yōu)先權(quán)。

CAN協(xié)議特點(diǎn)：

1、多主控制。

2、系統(tǒng)柔軟性。

3、通訊速度快，通訊距離遠(yuǎn)。

4、具有錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤通知、錯(cuò)誤恢復(fù)功能。

5、故障封閉功能。

6、連接節(jié)點(diǎn)多。

四、M-bus簡(jiǎn)稱(chēng)儀表總線， 它具有兩總線無(wú)極性，布線無(wú)拓?fù)湟?總線自供電，抗干擾能力強(qiáng)、中繼級(jí)數(shù)多、帶終端級(jí)數(shù)多，簡(jiǎn)單、可靠等一 系列優(yōu)點(diǎn)，是目前抄表系統(tǒng)應(yīng)用的最好的總線。

M-BUS 系統(tǒng)采用半雙工異步通訊，傳輸速率：300Bps—9600Bps。傳輸距離較遠(yuǎn)，由超聲波熱量表內(nèi)獨(dú)立鋰電 池供電，外部電源斷電不影響其獨(dú)立工作。采用 M-BUS 總線施工方便，運(yùn)行可靠，在歐洲廣泛應(yīng)用于抄表系統(tǒng)。

RS-232

邏輯1：-3~ -15V(所謂負(fù)邏輯電平);邏輯0：3~15V。一般只用到2(RXD),3(TXD),7(GND)

RS-485

邏輯1：兩線之間的電壓差+(2-6)V;邏輯0：兩線之間的電壓差(2-6)V。

120歐姆電阻是為了增加抗電磁干擾的能力。

CAN

根據(jù)兩根總線上的電位差來(lái)判斷總線電平。

總線電平分為顯性電平和隱形電平。

顯性電平對(duì)應(yīng)邏輯電平為0，CAN-H與CAN-L之間的差為2.5V左右;(優(yōu)先)

隱形電平對(duì)應(yīng)邏輯電平為1，CAN-H與CAN-L之間的差為0V

什么是TTL電平

邏輯1(2.4-5V)，邏輯0(0-0.5V)

對(duì)于輸出電路：電壓大于等于(≥)2.4V為邏輯1;電壓小于等于(≤)0.4V為邏輯0;

對(duì)于輸入電路：電壓大于等于(≥)2.0V為邏輯1;電壓小于等于(≤)0.8V為邏輯0;

引腳的定義：

審核編輯：湯梓紅