在电子通信领域，串口通信是一种广泛应用的通信方式。然而，很多人对 “串口” 的概念存在误解，部分人认为 “串口” 仅指单片机的 UART 或者 USART。
实际上，单片机的 UART 和 USART 只是 “串口” 中的一种类型，即常用的 TTL 串口。下面将详细介绍常见的串口类型及其特点。
串口
（Transistor - Transistor Logic）串口是全双工通信方式，逻辑 0 的电压范围是 0 - 0.5V，逻辑 1 的电压范围是 2.4 - 5V。其电压范围通常在 0 - 3.3V 或者 0 - 5V 之间，主要应用于嵌入式单机系统中。TTL 串口的优点在于其电路简单、成本低，在板级通讯中使用非常方便。例如，在单片机与同一电路板上的其他芯片进行通信时，TTL 串口可以快速、高效地传输数据。
不过，TTL 串口也存在明显的局限性。由于其电压和速率都比较低，这就决定了它不适合用于长距离的通讯传输。在长距离传输过程中，信号容易受到干扰和衰减，导致数据传输错误。因此，TTL 串口一般更适用于板级通讯，如单片机与传感器、显示屏等设备在同一电路板上的通信。
串口
串口同样采用全双工通信方式，逻辑 0 的电压范围是 + 3 - + 15V，逻辑 1 的电压范围是 - 15V - - 3V，典型电压为 ±12V。与 TTL 串口相比，RS - 232 串口的电压较高，传输距离更远，理论传输距离可达 15 米。这使得它在一些需要相对长距离通信的场合得到应用，如计算机与外部设备（如调制
解调器、打印机等）之间的通信。
然而，RS - 232 串口采用的是单端传输的方式，而不是差分的传输方式，这使得它更容易受到外部干扰的影响。
在复杂的电磁环境中，单端传输的信号容易受到外界噪声的干扰，从而影响数据传输的准确性。为了提高抗干扰能力，在实际应用中可能需要采取一些额外的措施，如使用屏蔽线、增加滤波电路等。
串口
和 RS - 485 串口均为半双工通信方式，它们采用差分的传输方式，这使得信号传输更加稳定，适合长距离传输，传输距离可达 1200 米。差分传输是指通过两根信号线传输大小相等、方向相反的信号，接收端通过检测两根信号线之间的电压差来判断信号的逻辑状态。这种方式可以有效地抑制共模干扰，提高信号的抗干扰能力。
和 RS - 485 在设备连接数量上有所不同。RS - 422 只能有一个发送器和多 10 个接收器，而 RS - 485 多可连接 32 个设备。这使得 RS - 485 在多点通信的应用场景中具有更大的优势，例如工业自动化领域中多个传感器、执行器与控制器之间的通信。
串口类型总结对比 串口类型通信方式逻辑电平典型电压传输距离抗干扰能力设备连接数量适用场景
全双工逻辑 0：0 - 0.5V，逻辑 1：2.4 - 5V0 - 3.3V 或 0 - 5V短距离（板级）弱简单一对一嵌入式单机系统板级通讯
全双工逻辑 0：+ 3 - + 15V，逻辑 1：- 15V - - 3V±12V 15 米一般简单一对一计算机与外部设备短距离通信
半双工差分信号- 1200 米强1 个发送器，多 10 个接收器长距离多点通信（较少设备）
半双工差分信号- 1200 米强多 32 个设备长距离多点通信（较多设备）
设计注意事项
在实际的设计中，如果外接设备的通讯方式采用的是 RS - 232、RS - 422 或 RS - 485 方式，那就不能直接连接单片机的 UART/USART，必须要加相应的电平转换芯片。例如，要将 TTL 电平转换为 RS - 232 电平，需要使用如 MAX232 等电平转换芯片；要实现 TTL 与 RS - 485 之间的电平转换，则需要使用如 MAX485 等芯片。
