【干货】带你了解各类串口：I2C、SPI、RS232、RS485、USB等

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【干货】带你了解各类串口：I2C、SPI、RS232、RS485、USB等

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https://m.elecfans.com/article/6460549.html

串口是数据接口的一种，主要用于数据的串行传输。本文将详细介绍几种常见的串口类型，包括I2C、SPI、RS232、RS422、RS485和USB，帮助读者全面了解它们的特点、应用场景和传输速率。

I2C接口

I2C接口是一种主要应用于集成电路芯片间的通信的接口。最早由Philips公司开发，是一种简单的双向二线制同步串行总线。

使用时，只需要连接2根线即可进行数据传输。主要接口包括：

SCL（串行时钟线）
SDA（串行数据线接口）

I2C根据不同的模式，具有不同传输速率，可以分为以下几种：

标准模式下最高速率为100Kbps。
快速模式下最高速率为400Kbps。
快速模式增强下最高速率为1Mbps。
高速模式下最高速率为3.4Mbps。
超快速模式下最高速率为5Mbps，注意这种模式为单向传输，不兼容其他模式。

SPI接口

SPI接口是一种主要应用于EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器等低速器件之间进行同步串行数据传输的接口，最早由Motorola在其MC68HCXX系列处理器上定义的串行外围接口。

SPI接口只需要4根线即可进行数据传输，主要接口包括：

MOSI（主器件数据输出，从器件数据输入）
MISO（主器件数据输入，从器件数据输出）
SCLK（时钟信号，由主器件产生）
CS（从器件使能信号，由主器件控制）

SPI接口具有两种通信方式：

低速SPI通信：在低功耗、长距离通信的场景下，SPI通信速率一般较低，约为几百kHz。
高速SPI通信：在快速数据传输的场景下，SPI通信速率可以达到几十MHz甚至更高。

RS232接口

RS232接口是一种应用于工业控制以及计算机外设之间通信的接口。在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合制定的用于串行通讯的标准。RS232一般分为DB9（9根线）以及DB25（25根线）两种封装。

主要接口包括：

RSD（接收线信号检出）
RXD（接收数据）
TXD（发送数据）
DTR（数据终端准备好）
GND（地线）
DSR（数据装置准备好）
RTS（请求发送）

RS232接口固定的传输速率有50、75、110、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200bps等，但是后来速率得到了部分提升，目前传输速率最高可以到达230400b/s。

RS422接口

RS422接口由RS232接口发展而来，在RS232接口的基础上定义了一种平衡通信方式，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时）。RS422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输总线。

RS422接口主要应用于工业控制系统中，采用差分信号的传输方式，具有两个数据传输通道，因此需要4根/5根传输线缆。

T+（用于发送数据）
T-（用于发送数据）
R+（用于接收数据）
R-（用于接收数据）
GND（地线）

RS485接口

RS485接口在RS422接口基础上增加了多点、双向通信能力。与RS422接口一样采用差分线的方式进行传输，因此继承了RS422接口的传输距离与传输速率，但是因为其只需要两根线进行数据传输，所以发送数据和接收数据不能同时进行，因此是一种半双工的传输方式。RS485接口主要由A线与B线进行数据传输，在远距离或者电磁干扰复杂的环境下可以使用双绞屏蔽线。