串口、COM、UART、TTL、RS232（485）区别详解

引言

调试测试时，往往会遇到各式各样的接口、转接板，感觉对它们似懂非懂，知其形而不解其意；这里主要是对串口、COM口、UART口、TTL、RS-232、RS-485作详细说明。
串口、UART口、COM口、USB口是指的物理接口形式（硬件）；TTL、RS232、RS485是指的电平标准（电信号）。

串口

串口的通信方式有两种：串行通信和并行通信。

• 串行通信：数据的每一位，在相同的一根数据线上，按照顺序逐位传输；
• 并行通信：数据的每一位同时在多根数据线上传输。

串口是一个泛称，UART、TTL、RS232、RS485都遵循类似的通信时序协议，因此都被称为串口。

UART

• UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），即通用异步收发器，UART是串口收发的逻辑电路。可以独立作为芯片，也可以作为模块嵌入到其他芯片中；单片机、SOC、PC都有UART模块；
• 发送端的UART将来自控制设备(如CPU)的并行数据转换为串行数据，以串行方式将其发送到接收端的UART，然后由接收端的UART将串行数据转换为并行数据以用于接收设备的正常处理。

COM

COM口，（cluster communication port）；COM口，即串行通信接口，简称串口。PC机上的COM口，一般为DB9的九针接口，最大速率115200bps。

波特率115200bps，即每秒传输115200bit数据，由于每一帧数据包含了起始位最少1bit，停止位最少1bit，校验位最少0bit，所以串口传输1字节数据，至少耗费10bit，所以实际每秒传输字节数为11520Byte，在现实使用过程中，又往往达不到这个值。

USB

USB（Universal Serial Bus）;即通用串行总线；是一个外部总线标准。其通信时序和信号电平都和串口完全不同，因此和串口没有任何关系。USB是高速的通信接口，其通信主要靠D+,D-两条数据线构成的差分线来进行数据传输。USB有二种传输速率，第一种是全速模式，第二种则是低速模式；USB并且可以支持热插拔，并且USB2.0传输速度可达60MB/S，USB3.0的传输速度可达5Gb/s，USB3.1传输速度可达10Gb/s，但是实际使用时，达不到这么高的速度。

UART与USB同样是异步传输模式，同样是四根线，为啥USB比UART的速度会快那么多呢？

• UART是三根线，Tx、Tx、GND，不是四根线（相关联络信号线除外）。
• USB是D+、D-，用的是差分线，这样的话可以支持的速率更高（因为抗干扰性强），usb3.0标准可以达到5Gbps(理论上)。
• UART标准比USB早很多，当时的技术只能支持低速传输。

TTL

TTL指双极型三极管逻辑电路，市面上很多“USB转TTL”模块，实际上是“USB转TTL电平的串口”模块。这种信号0对应0V，1对应3.3V或者5V。与单片机、SOC的IO电平兼容。不过实际也不一定是TTL电平，因为现在大部分数字逻辑都是CMOS工艺做的，只是沿用了TTL的说法。我们进行串口通信的时候从单片机直接出来的基本是都是 TTL 电平。
TTL电平：全双工（逻辑1: 2.4V–5V 逻辑0: 0V–0.5V）

硬件框图如下，TTL用于两个MCU间通信

0’和‘1’表示

RS232

RS232是电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 制定的异步传输标准接口，同时对应着电平标准和通信协议（时序），其电平标准：+3V～+15V对应0，-3V～-15V对应1。rs232 的逻辑电平和TTL 不一样但是协议一样。
RS-232电平：全双工（逻辑1：-15V–5V 逻辑0：+3V–+15V)
硬件框图如下，TTL用于MCU与PC机之间通信

‘0’和‘1’表示

RS485

RS485是一种串口接口标准，为了长距离传输采用差分方式传输，传输的是差分信号，抗干扰能力比RS232强很多。

RS-485：半双工、（逻辑1：+2V–+6V 逻辑0： -6V—2V）这里的电平指AB 两线间的电压差。
硬件框图如下

‘0’和‘1’表示

常见接口硬件图

COM口即串行通讯端口，简称串口。这里区别于USB的“通用串行总线”和硬盘的“SATA”。一般我们见到的是两种物理标准。D型9针插头，和 4针杜邦头两种。这是常见的4针串口，在电路板上常见，经常上边还带有杜邦插针。还有时候有第五根针，3.3V电源端。由于是预留在电路板上的，协议可以有很多种，要看具体设备。

UART有4个pin（VCC, GND, RX, TX）, 用的TTL电平, 低电平为0(0V)，高电平为1（3.3V或以上）。

D型9针串口(通俗说法)。在台式电脑后边都可以看到。这种接口的协议只有两种：RS-232和RS-485。不会是TTL电平的(除非特殊应用)。

USB转TTL串口的小板，可以用USB扩展出一个串口。

USB转RS-232串口

参考资料

UART USB TTL相关概念及区别
串口、COM口、UART口, TTL、RS-232、RS-485区别详解