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串口是什么

news 来源：原创 2024/5/10 0:06:04

串口，原名叫做串行接口（Serial Interface）或串列埠、序列埠，别名叫COM口（串行通讯端口( cluster communication port )）。PC 机一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM 1 使用的是9 针D 形连接器，也称之为RS-232接口，而COM 2 有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口，不过已经很少使用。只要进行串行通讯的应该都属于串口。

串行端口

接口特点

串行端口（Serial port），或称串列埠、序列埠、串口，主要用于串列式逐位元数据传输。常见的为一般电脑

RS-232 D型9针连接器

1 载波检测(CD)

2 接受数据(RXD)

3 发出数据(TXD)

4 数据终端准备好(DTR)

5 信号地线(SG)

6 数据准备好(DSR)

7 请求发送(RTS)

8 清除发送(CTS)

9 振铃指示(RI)

RS-232 DB25针连接器(即RS-422)

应用的RS-232（使用 25 针或 9 针连接器），工业电脑应用的半双工RS-485与全双工RS-422。

串口叫做串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接外挂程式、电缆或协议。USB是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。

RS-232-C

也称标准串口，是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”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座。后来的PC上使用简化了的9芯D型插座。如今应用中25芯插头座已很少采用。如今的电脑一般有两个串行口：COM1和COM2，你到计算机后面能看到9针D形接口就是了。如今有很多手机数据线或者物流接收器都采用COM口与计算机相连。

接收时序

RS-422

为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（1219.2 米）（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS- 422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。

RS-485

为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485 标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为 TIA/EIA-485-A标准。

SATA接口

SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。

SATA即指Serial ATA，串行ATA，相对于常见的IDE接口（一种PATA接口，Parallel ATA，并行ATA）。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。如今，SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三种规范。

USB接口

Universal Serial Bus（通用串行总线) 简称USB，是如今电脑上应用较广泛的接口规范，由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC、Northern Telcom等几家大厂商发起的新型外设接口标准。USB接口是电脑主板上的一种四针接口，其中中间两个针传输数据，两边两个针给外设供电。USB接口速度快、连接简单、不需要外接电源，最新USB3.0可达5.0Gbps；电缆最大长度5米。USB2.0电缆有4条线，2条信号线，2条电源线，可提供5伏特电源；USB3.0接口有9条线，6条（3对）信号线，3条电源线（2.0和3.0部分各有一条GND线，共用Vbus线）。USB电缆还分屏蔽和非屏蔽两种，屏蔽电缆传输距离较长，价格较贵；非屏蔽电缆传输距离短，因为易受干扰，但价格便宜；USB通过串联方式最多可串接127个设备；支持热插拔。

USB接口规范	USB1.0	USB1.1	USB2.0	USB3.0
接口速度	1.5Mbps/192KBps	12Mbps/1.5MBps	480Mbps/60MBps	5Gbps/640MBps

图1 10针 RJ-45接口

小写b代表bit（位），大写B代表Byte（字节），8b=1B；在二进制系统中，1G=1024M，1M=1024K我们平常说的多少T、G、M、K分别指的是TB、GB、MB、KB。

10针 RJ-45接口

RJ-45接口是以太网最为常用的接口，有八条针脚，RJ45是一个常用名称，指的是由IEC (60)603-7标准化，使用由国际性的接外挂程式标准定义的8个位置(8针)的模块化插孔或者插头。而用于串行数据传输的RJ-45接口不是标准接口，它有10条针脚，如图1所示。

区别

传输方式

串口形容一下就是一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个位元组）数据。但是并不是并口快，由于8位通道之间的互相干扰。传输时速度就受到了限制。而且当传输出错时，要同时重新传8个位的数据。串口没有干扰，传输出错后重发一位就可以了。所以要比并口快。串口硬盘就是这样被人们重视的。从原理上讲，串行传输是按位传输方式，只利用一条信号线进行传输，例如：要传送一个字节（8位）数据，是按照该字节中从最高位逐位传输，直至最低位。

而并行传输是一次将所有一字节中8位信号一并传送出去。自然最少需要8根信号线。

如果按每次传送的数据流量来看，并行传输要远快于串口，在电脑发展初期，由于数据传输速率不是很高，并行传输还是很快的。

发展趋势

并口传输的发展主要存在以下两个问题：

1、干扰问题。

干扰产生的根本原因是由于传输速率太快，一般达到100M以上，信号线上传递的频率将超过100MHz。想想看，调频收音机的频率也不过88~108MHz，也就是说，若用并行传输的话，是8根天线放在一起来传输信号，不发生干扰才怪。但如果加强屏蔽，减小信号线间的耦合电容，是可以继续增大传输速率的，不过这将变得不现实，因为这必然导致信号线将耗用更多金属，截面积更大。但这并不是不能解决的问题。

2、同步问题（最主要问题）

并行传输时，发送器是同时将8位信号电平加在信号线上，电信号虽然是以光速传输的，但仍有延迟，因此8位信号不是严格同时到达接受端，速率小时，由于每一字节在信号线上的持续时间较长，这种到达时间上的不同步并不严重，随着传输速率的增加，与8位信号到达时间的差异相比，每一字节的持续时间显得越来越短，最终导致前一字节的某几位与后一字节的几位同时到达接受端，这就造成了传输失败，而且随着信号线的加长这种现象还会越发严重，直至无法使用。——这是并口传输的致命缺点。

串行传输由于只有一位信号在信号线上，没有位同步问题，因此传送频率可以继续提高，当前传输速率已经达到1Gb/s（1000Mb）以上，而且还在提高，而并行传输在100Mb/s左右就停滞不前了，可以预见，串行传输将会比并行传输越来越快。