在嵌入式开发领域，我们常说的“串口”，通常指的是UART（通用异步收发器）。然而，很多人容易混淆UART与COM口的概念，以及TTL与RS-232之间的关系。简单来说，UART和COM指的是物理接口形式，而TTL、RS-232则代表不同的电平逻辑标准。
一个典型的UART接口通常包含4个核心引脚：VCC（电源）、GND（地）、RX（接收）和TX（发送），如下图所示。它采用TTL电平标准，即低电平（0V）表示逻辑0，高电平（3.3V或5V）表示逻辑1。
而COM口（常指DB9接口）是早期台式机上常见的物理接口，其引脚更多，如下图所示。它采用RS-232电平标准，这是一种负逻辑：+5V至+12V为逻辑0，-12V至-5V为逻辑1。如今，原生COM口在消费级PC上已不常见，通常通过USB转串口工具实现连接。
UART在嵌入式系统中的应用特征
在嵌入式系统中，UART控制器通常作为微控制器的内置外设。例如，在STM32等ARM芯片中，就集成了多个UART/USART控制器，便于与各种外设进行串行通信。
尽管DB9接口有9个引脚，但实际通信中最常使用的只有以下几个：
- VCC： 电源引脚，通常为3.3V或5V。
- GND： 接地引脚，稳定的共地是通信可靠的基础。
- RX： 数据接收引脚。
- TX： 数据发送引脚。
在实际开发调试中，往往只需引出RX、TX和GND即可。例如，调试GPS模块时，可以直接将模块的TX、RX与USB转TTL串口工具相连，从而在电脑上直接读取数据，快速验证模块功能，而无需通过整个开发板。
与计算机通信的接口转换方法
要通过电脑分析UART数据，就需要进行接口匹配。这主要涉及两种转换：物理接口转换和电平标准转换。
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连接传统COM口： 需要使用TTL转RS-232模块（如下图所示）。这种模块的核心是像MAX232这样的专用电平转换芯片，实现TTL电平与RS-232电平的双向转换。这种方案目前使用较少。
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连接现代USB口： 这是目前最主流和便捷的方式，需要使用USB转TTL串口模块（如下图所示）。这类模块采用PL2303、CP2102或CH340等芯片，实现USB协议与UART（TTL电平）协议之间的转换。
其核心电路连接原理是，转换芯片负责协议和电平的“翻译”，我们只需正确连接目标设备的TX、RX和GND到模块上即可（注意TX与RX要交叉连接）。完整的电路设计需要考虑信号完整性和电源匹配。
核心要点总结
- 接口与电平： “串口”、“COM口”指硬件物理接口形态；“TTL”、“RS-232”、“RS-485”指逻辑电平的电压标准。
- 连接原则： 连接设备时，通常只连接GND、RX、TX三线，避免直接使用VCC引脚以防电源冲突。
- 关键芯片：
- PL2303、CP2102、CH340： 常用于USB转TTL串口工具。
- MAX232及其兼容芯片： 专用于TTL电平和RS-232电平的双向转换。
- 电平标准回顾：
- TTL： 低电平（~0V）为0，高电平（+3.3V或+5V）为1。
- RS-232： 正电压（+5V ~ +12V）为0，负电压（-12V ~ -5V）为1，是一种负逻辑。
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发表于 14 小时前
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