通信總線模塊：RS485、SP3232
學習目標
了解RS485和SP3232通信的方法，
典型的串行通訊標準是RS232和RS485，它們定義了電壓,阻抗等，但不對軟體協議給予定義，
RS485總線標準規定了總線介面的電氣特性標準即對于2個邏輯狀態的定義：正電平在+2V～+6V之間，表示一個邏輯狀態；負電平在-2V～-6V之間，則表示另一個邏輯狀態；數字信號采用差分傳輸方式，能夠有效減少噪聲信號的干擾，
由于RS-232-C介面標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點：
（1）介面的信號電平值較高，易損壞介面電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容，故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接，
（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps，
（3）介面使用一根信號線和一根信號回傳線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱，
（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在50米左右，
針對RS-232-C的不足，于是就不斷出現了一些新的介面標準，RS485就是其中之一，
一、RS485
RS485采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，
RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實作點對點的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結構在同一總線上最多可以掛接32個結點，
RS485的資料最高傳輸速率為10Mbps ，
在RS485通信網路中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機，
因RS485介面具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行介面，
圖1 MAX485ESA+管腳圖
二、SP3232
SP3232是一種RS232標準的變種，只是碼制、波特率等等和RS232定義都是一樣的，只有一點不一樣，就是高低電平的定義，
單片機高電平一般是VCC，而低電平一般是GND，而RS232標準的高電平是負邏輯，而低電平是正邏輯，
電腦的COM口就是標準RS232介面，它的高電平定義為-12V，而低電平定義為+12V，所以單片機的串口必須經過電平轉換才可以和標準RS232通信，這個轉換芯片5V的一般是MAX232或SP232，3.3V的一般是MAX3232或SP3232，
要注意區分SP232/SP3232
圖2 SP3232管腳圖
三、UART與RS232/RS485之間的聯系
1.UART
UART是通用異步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，是一種異步收發傳輸器，是設備間進行異步通信的關鍵模塊，UART負責處理資料總線和串行口之間的串/并、并/串轉換，并規定了幀格式；通信雙方只要采用相同的幀格式和波特率，就能在未共享時鐘信號的情況下，僅用兩根信號線(Rx和Tx)就可以完成通信程序，因此也稱為異步串行通信，
若加入一個合適的電平轉換器，如SP3232E、SP3485、UART還能用于RS-232、RS-485通信，或與計算機埠連接，UART應用非常廣泛，手機、工業控制、PC等應用中都要用到UART，
2.UART原理
發送資料時，CPU將并行資料寫入UART，UART按照一定的格式在一根電線上串行發出；接收資料時，UART檢測另一根電線上的信號，串行收集然后放在緩沖區中，CPU即可讀取UART獲得這些資料，UART之間以全雙工方式傳輸資料，最精確的連線方法只有3根電線：TXD用于發送資料，RXD用于接收資料，GND用于給雙方提供參考電平，連線如下：
UART使用標準的TTL/COMS邏輯電平（0～5V、0～3.3V、0～2.5V或0～1.8V）來表示資料，高電平表示1，低電平表示0，為了增強資料的抗干擾能力、提高傳輸長度，通常將TTL/COMS邏輯電平轉換為RS232邏輯電平，3～12V表示0，-3～-12V表示1，
TXD、RXD資料線以位為最小單位傳輸資料，而幀由具有完整意義的、不可分割的若干位組成，它包含開始位、資料位、校驗位（需要的話）和停止位，發送資料之前，UART之間要約定好資料的傳輸速率（即每位占據的時間，其倒數稱為波特率）、資料的傳輸格式（即有多少個資料位、是否使用校驗位、是否奇校驗還是偶校驗、有多少個停止位），
資料傳輸流程如下：
①平時資料線處于空閑狀態（1狀態）
②當要發送資料時，UART改變TXD資料線的狀態（變為0狀態）并維持1位的時間，這樣接收方檢測到開始位后，在等待1.5位的時間就開始一位一位地檢測資料線的狀態得到所傳輸的資料，
③UART一幀中可以有5、6、7或8位的資料，發送方一位一位地改變資料線的狀態將它們發送出去，首先發送最低位，
④如果使用校驗功能，UART在發送完資料后，還要發送1位校驗位，有兩種校驗方法：奇校驗、偶校驗–資料位連同校驗位中，狀態1的數量等于奇數或者偶數，
⑤最后，發送停止位，資料線恢復到空閑狀態（1狀態），停止位的長度有三種：1位、1.5位或2位，
下圖演示了UART使用7個資料位、偶校驗、2個停止位的格式傳輸字符’A’（二進制位0100 0001）時，TTL/COMS邏輯電平和RS-232邏輯電平對應的波形，
TTL/COMS邏輯電平：0 1000001 0 11
RS232邏輯電平：0 1000001 0 11
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