串口电平标准对比：RS232、RS485、RS422与USB电平解析

"本文主要介绍了几种常见的电平标准，包括RS232、RS485、RS422、USB以及TTL和COMS电平。这些电平标准主要用于不同类型的通信接口，确保数据在不同设备之间的稳定传输。" 在计算机通信中，电平标准是非常关键的一部分，它们定义了数据传输时信号的电压范围和逻辑状态。RS232电平是早期广泛使用的串行通信标准，它的负逻辑规定了－15V到－3V代表逻辑1，而＋3V到＋15V则代表逻辑0。这种电平标准允许较长距离的通信，但需要专门的转换电路与现代设备兼容，因为大多数现代设备不再支持如此高的电压范围。 RS485和RS422电平采用了差分传输，即使用一对线进行信号传输，其中A线和B线之间的电压差定义了逻辑状态。当A线电压高于B线时，表示逻辑1（B>A），反之为逻辑0（B<A）。差分传输的优点在于能有效抵抗噪声干扰，因为它通过比较两线之间的电压差来判断信号，而不是单一电平。RS422支持单向传输，半双工通信，最高可达10Mbps，而RS485支持双向传输，同样是半双工，但速度也限制在10Mbps。 USB电平则与电源线的5V电压无关，它的数据传输依赖于D+和D-这两条差分信号线，它们的电压变化通常在+400mV到-400mV之间。差分信号技术使得USB能够在面临干扰时保持数据的准确性，因为干扰会在两条线上同时出现，但在接收端会被抵消。USB的传输速率随着电缆长度的增加而降低，但即使在较短的距离下，也能实现较高的数据传输速率。 TTL电平和COMS电平常用于数字集成电路中，TTL电平通常定义为0V到5V，而COMS电平则有更低的电压范围，如1.8V或3.3V，它们更适用于低功耗设备。TTL电平的逻辑0是0V，逻辑1是5V；而COMS电平则通常逻辑0接近电源电压的一半，逻辑1接近电源电压。 不同的电平标准根据其特性和应用场合而设计，比如RS232适合长距离通信，RS485/RS422适合抗干扰的工业环境，USB适用于高速短距离连接，而TTL和COMS则在集成电路中广泛应用。理解这些电平标准及其差异对于设计和维护电子系统至关重要。