一文详解RS232、RS485、CAN总线

RS232简单实用，缺陷是不支持多设备间的互连，缺少拓扑结构。由此诞生了RS485。RS485最重要的是采用两条差分线代替RS232的单线传输，支持拓扑结构。RS485属于电气层的协议，物理上的实现大都在RS232基础上完成。缺陷是主从轮询的方式导致系统的实时性与可靠性方面较差，没有标准物理层导致开发周期长。CAN属于现场工业总线范畴(意思就是跟上两个根本不在一起玩儿)，CAN、LIN、FlexRay并称三大汽车总线。采用数据位仲裁的方式来替代传统的站地址轮询方式，因此可以支持多主多从的工作方式。CAN底层协议比RS232/RS485复杂很多，但是好消息是STM32内部已经集成了CAN协议控制器，方便了我们的使用。

一、RS232串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。

串口的电气特性：

1、RS-232串口通信最远距离是50英尺;

2、RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps ;

3、RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称 逻辑1：-3 ～-15V 逻辑0：+3～+15V;

缺点：

1、RS-232-C的电气接口电路采取的是不平衡传输方式，即所谓单端通讯，其发送电平与接收电平的差只有2～3V，所以共模抑制能力较差，容易受到共地噪声和外部干扰的影响;

2、接口电路的信号电平较高，容易损坏接口电路的芯片;

3、与TTL电路的电平也不兼容，影响其通用性;

二、RS485 是隶属于 OSI 模型物理层的电气特性规定为 2线，半双工多点通信的标准。它电气特性和 RS -232大不一样。用缆线两端的电压差值来表示传递信号。RS485 仅规定了接受端和发送的电气特性。它没有规定或推荐任何数据协。

RS485特点：

1、接口电平低，不易损坏器件。逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。不易损坏接口电路的芯片，且该平与 TTL 电平兼容，可方便与TTL 电平兼容;

2、传输速率高。 10 米时，RS485 的数据最高传输速率 的数据最高传输速率 可达 35Mbps，在 1200m时，传输速度100Kbps;

3、RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好;

4、传输距离远，支持节点多;

三、CAN是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN控制器根据两根总线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平。显性电平对应逻辑电平为0，CAN-H与CAN-L之间的差为2.5V左右;隐性电平对应逻辑电平为1，CAN-H与CAN-L之间的差为0V左右;在总线上显性电平具有优先权。

CAN协议特点：

1、多主控制。

2、系统柔软性。

3、通讯速度快，通讯距离远。

4、具有错误检测、错误通知、错误恢复功能。

5、故障封闭功能。

6、连接节点多。

四、M-bus简称仪表总线， 它具有两总线无极性，布线无拓扑要求,总线自供电，抗干扰能力强、中继级数多、带终端级数多，简单、可靠等一 系列优点，是目前抄表系统应用的最好的总线。

M-BUS 系统采用半双工异步通讯，传输速率：300Bps—9600Bps。传输距离较远，由超声波热量表内独立锂电 池供电，外部电源断电不影响其独立工作。采用 M-BUS 总线施工方便，运行可靠，在欧洲广泛应用于抄表系统。

RS-232

逻辑1：-3~ -15V(所谓负逻辑电平);逻辑0：3~15V。一般只用到2(RXD),3(TXD),7(GND)

RS-485

逻辑1：两线之间的电压差+(2-6)V;逻辑0：两线之间的电压差(2-6)V。

120欧姆电阻是为了增加抗电磁干扰的能力。

CAN

根据两根总线上的电位差来判断总线电平。

总线电平分为显性电平和隐形电平。

显性电平对应逻辑电平为0，CAN-H与CAN-L之间的差为2.5V左右;(优先)

隐形电平对应逻辑电平为1，CAN-H与CAN-L之间的差为0V

什么是TTL电平

逻辑1(2.4-5V)，逻辑0(0-0.5V)

对于输出电路：电压大于等于(≥)2.4V为逻辑1;电压小于等于(≤)0.4V为逻辑0;

对于输入电路：电压大于等于(≥)2.0V为逻辑1;电压小于等于(≤)0.8V为逻辑0;

引脚的定义：

审核编辑：汤梓红