TTL、RS-232 和 RS-485 是三种常见的串行通信电平标准,它们各自有不同的协议特点,适用于不同的应用场景。以下是它们的主要特点对比:
1. TTL(Transistor-Transistor Logic)
主要特点
单端信号:以 GND(地)为参考,仅使用一根信号线传输数据(如 TX、RX)。电压范围:
逻辑 1(高电平):+3.3V 或 +5V(如 5V TTL:≥2.4V 为高电平)。逻辑 0(低电平):0V(如 5V TTL:≤0.8V 为低电平)。
传输距离短(通常 ≤1 米),易受干扰。高速通信(可达数十 Mbps)。点对点通信,不支持多设备共享总线。无需专用转换芯片,直接用于 MCU(如 Arduino、STM32)的 UART 通信。
典型应用
芯片间通信(如 UART、SPI、I²C)。短距离板级连接(如 MCU 与传感器、显示屏通信)。嵌入式系统调试(如 USB-TTL 转换器)。
2. RS-232(EIA-232)
主要特点
单端信号,但采用 高电压 & 负逻辑:
逻辑 1(高电平):-3V 至 -15V(负电压)。逻辑 0(低电平):+3V 至 +15V(正电压)。
抗干扰能力比 TTL 强(高电压可抵抗部分噪声)。传输距离较长(≤15 米,速率降低时可延长)。通信速率较低(通常 ≤115.2 kbps)。点对点通信,不支持多设备共享总线。需要电平转换芯片(如 MAX232)与 TTL 互转。
典型应用
老式计算机串口(DB9 接口)。工业设备(如 PLC、CNC 机床)。调制解调器(Modem)通信。
3. RS-485(EIA-485)
主要特点
差分信号(A/B 两线):
逻辑 1:B 线比 A 线高 ≥+200mV。逻辑 0:A 线比 B 线高 ≥+200mV。
抗干扰能力极强(差分信号抑制共模噪声)。长距离传输(可达 1200 米,速率降低时)。高速通信(最高 10 Mbps,但距离越远速率越低)。支持多点通信(最多 32/128 个设备共享总线)。需要终端电阻(120Ω)匹配阻抗,防止信号反射。需要电平转换芯片(如 MAX485)与 TTL 互转。
典型应用
工业自动化(如 Modbus RTU)。楼宇控制系统(如 HVAC、安防)。多设备总线通信(如传感器网络、PLC 通信)。
对比总结
特性TTLRS-232RS-485信号类型单端(对地)单端(高/负电压)差分(A/B 线)电压范围0V/+3.3V/+5V±3V~±15V±200mV(差分)传输距离≤1 米≤15 米≤1200 米抗干扰能力弱中等强(差分抑制噪声)通信方式点对点点对点多点(总线)典型速率可达 10+ Mbps≤115.2 kbps≤10 Mbps典型应用MCU 通信老式串口设备工业总线(Modbus)
如何选择?
短距离、高速、芯片间通信 → TTL(如 Arduino 与传感器)。中等距离、抗干扰、点对点 → RS-232(如 PC 与工业设备)。长距离、多设备、强抗干扰 → RS-485(如工业 Modbus 总线)。
理解这些特点有助于根据实际需求(距离、速度、抗干扰、设备数量)选择合适的通信协议。