什么是波特率

串⼝通信（232、485、422）和常见问题，⼀篇⽂章就给你说清楚

下⾯先讲串⼝通信的⼀些基本概念，术语。如果对串⼝通信⽐较熟悉的，就当复习，如果哪⾥讲的不到位，欢迎及时指

出。

这⾥并不对串⼝的编程作讲解，主要是从应⽤的⾓度去讲⼀讲。因为更多的时候，都是产品做好了，⽐如触摸屏需要和

控制器，PLC通信。理想的情况下，⼀般只要⼀上电，不需要太多的操作和配置，就可以通信上。

还需要先了解⼀下什么是串⼝通信，232，485，422等。

什么是串⼝通信

常见的串⼝通信⼀般是指异步串⾏通信。

这⾥就要说⼀下同步和异步的区别了。

先讲⼀下串⾏通信的概念。那么，与串⾏通信相对的是什么呢?

与串⾏通信相对的是并⾏通信。数据传输⼀般都是以字节传输的，⼀个字节8个位。拿⼀个并⾏通信举例来说，也就是

会有8根线，每⼀根线代表⼀个位。⼀次传输就可以传⼀个字节，⽽串⼝通信，就是传数据只有⼀根线传输，⼀次只能

传⼀个位，要传⼀个字节就需要传8次。就像⼩虎队那⾸歌⼀样，把你的⼼，我的⼼，串⼀串，再烤⼀烤。。串⼝通信

就是把数据串在⼀根线上传输，所以就叫串⼝吧。

与异步通信相对的就是同步通信了。同步通信⼀般是指有⼀个时钟信号进⾏数据信号同步。同步通信对接收⽅来说就相

对简单⼀些。因为有时钟信号在，每⼀个⾼低电平变化⼀下，就去取⼀下数据就⾏了。通信速率可以由发送⽅或者说是

主站设备进⾏控制。通信速度也相对⽐串⼝通信快很多。但是为什么很多设备，屏和plc，控制器不采⽤这种⽅式，都

使⽤串⼝呢。

那么，在很多设备上，不⽅便接太多线，⽐如接8根数据线，也不⽅便接同步时钟信号（这个后⾯再说），于是⼀种异

步串⾏通信就诞⽣了。

相对来说，异步串⼝通信，就只需要⼀根线就可以发送数据了。在对速率要求不⾼的情况，使⽤⼀根线发送数据是带来

相对来说，异步串⼝通信，就只需要⼀根线就可以发送数据了。在对速率要求不⾼的情况，使⽤⼀根线发送数据是带来

⼤⼤的⽅便和实⽤价值的。

那么问题来了，怎么样才能保证⼀根线就能发送正常的数据呢。也就说发送⽅发送的数据，接收⽅是怎么知道是什么数

据呢。

为了能正常发送数据和接收正确的数据，那异步串⼝通信就需要满⾜以下⼏个条件：

也就是双⽅必要约定⼀种暗号。

也许当时发送这个通信的⼩组是这样讨论的。

经理：我要⽤⼀根线就能传输数据，你来给我定个标准。

研发：好。

经理：只有⼀根线，我怎么知道数据什么时候开始呢。

研发：就⼀根线，默认是⾼电平，那就有⼀个起始位吧。当检测到有低电平的时候，就是开始有⼀个字节的数据发送了,

起始位之后，先是字节的最低位,传送⼀个字节。

经理：可是，就⼀根线，过来的数据会不会有⼲扰，容易出错呀。

研发：⾏呀，那就在字节数据后再加⼀个校验位。可以作奇校验，偶校验，1校验，0校验，⽆校验。

经理：嗯，很不错。有起始位就应该有停⽌位，那我们就再加个停⽌位在后⾯吧。

研发：。。。。。。。。。

经理：传输⼀串数据，对⽅要怎么知道数据的拆分呢，怎么按时间或频率去解读数据位，校验位呢。

研发：这样吧，双⽅约定⼀个波特率吧，定义⼀个每个位占⽤多长的时间，这样双⽅按这个波特率就可以处理了。

经理：这个⽐特率呀。。。

研发：⽼板，是波特率。

经理：我知道，是⽐特率嘛。

研发：这个波特率呢，是指1S钟可以传输多个位，也就知道⼀个位占⽤多长时间。这样就解决传输的问题了。

经理：那万⼀传输过程，数据快太，判断失误停不下来怎么办。

研发：那就把停⽌位可以调节为1个停⽌位或者2个停⽌位。这样就可以停下来了。

经理：嗯，听着不错。就这样办吧。

于是，串⼝通信就这样出来了。

在串⼝的通信参数上，就有了波特率，数据位，停⽌位，校验位这⼏个参数来确保串⼝通信的正确性和稳定上。当然，

这只是某个⽅⾯保证串⼝通信的正确性和稳定性，不代表设备间通信的正确性和稳定性。

串⼝通信主要为分232，485，422通信三种⽅式。

这三种有什么区别呢。

232：

232通信主要是由RX,TX,GND三根线组成。

RX与TX，TX接RX，GND接GND。这样还是⽐较好理解吧。因为发送和接收分别是由不同的线处理的，也就是能同时

发送数据和接收数据，这就是所谓的全双⼯。

在这⾥扩展⼀下，串⼝通信还有⼀个功能叫做全功能串⼝通信，也叫标准串⼝。因为在两个设备间进⾏数据传输，有些

设备处理速度⽐较快，有些数据⽐较慢。为了保证数据能正常传输，在RX,TX的基础上，还增加了⼏个控制引脚，本来

好端端就R，T，G，三根线，凑着就凑齐了9个引脚，召唤出了DB9这个东西。

这要怪就怪当时使⽤电脑的时候，还没有互联⽹这个概念，但是⼜想在两台电脑间进⾏通信。所以才有这样⼀个东西。

在后来的设备，很多控制器，⼈机界⾯，PLC等使⽤串⼝通信中，基本上就不使⽤标准串⼝，⽽是就直接使⽤

RX，TX，GND三根线来通信了。

但是这⾥为什么要提到这个呢。因为只是很多设备这样⽤，也就是还存在少数设备还保留了标准串⼝的功能。这就是为

什么会遇到明明电脑通信是好的，换成触摸屏通信就不⾏了。因为很多触摸屏只使⽤了RX，TX，GND通信，遇到⼀些

还保留标准串⼝功能的就⽐较讨厌了。

485：

485是为了解决232通信距离的问题。原理什么之类的就不多讲了。反正232通信距离就是不长。485主要是以⼀种差分

信号进⾏传输，只需要两根线，+,-两根线，或者也叫A，B两根线。A，B两根线的差分电平信号就是作为数据信号传

输。

那么问题来了，那是不是就没有RX和TX的概念了。是的，发送和接收就不能分开了。发送和接收都是靠这两根的来传

输，也就是每次只能作发送或者只能作接收，这就是半双⼯的概念了，这在效率上就⽐232弱很多了。就像对讲机⼀

样，经常是某个⼈讲完之后，都要说⼀个over，确保当前说完了，等待对⽅回复。

485就是这样牺牲了232全双⼯的效率来达到⾃⼰传输距离远的代价。那有没有即保留了232的全双⼯，⼜可以像485这

样提⾼传输距离呢，于是，422出来了。

422：

422呢，有些标注为485-4。⽽485就标注为485-2。有什么区别呢。就是为了好记呢。485-2就是2根线。485-4就是4根

线。

422就是把232的RX分成两根线，RX+，RX-，把TX分成TX+,TX-。这样就可以同时发送和同时接收了，还可以像485

这样，有较远的传输距离。可是这样⼀种很有优势的通信⽅式，为什么⽤的不多呢。我个⼈的答案和理解就是：线太多

了。特别是像我这样懒得接线的⼈，超过3根线就头晕的。搞个通信还需要接这么多线，什么TX,RX，正啊负啊。交换

来交换去。

因为在很多设备通信中，基本上是属于⼀问⼀答式的，因此，232的全双⼯通信优势其实也并没有发挥出来。就像现在

打电话，虽然两个⼈可以同时说话，但是两个⼈同时说话，叽叽歪歪的，谁知道说什么呀。特别是⼀个主站与多个从站

通信的时候，485的接线就就⽅便多了，反正⼤家就两根线，把+都接⼀块，把-都接⼀块。如果是422作⼀主多从，接线

上还要理半天呢，⽽且通信异常了也不好解决。

好了，串⼝通信基本就普及到这⾥吧。下⾯就对刚上提到的问题进⾏讲⼀讲。

1、电脑使⽤USB转串⼝可以和设备通信上，换成屏与设备就通信不上了?

1）有可能电脑USB转串⼝接到设备上，使⽤的是标准串⼝功能，也就是除了RX，TX，GDN外，还使⽤了其它引脚。

⽐如像欧姆龙PLC，三菱PLC，在实际与屏的通信中，就需要接某些引脚短接的情况。

2）电脑与控制器或PLC通信时，是扫描波特率参数，⾃适应的，屏通信可能参数没有设备好。在三菱，基恩⼠等

PLC，就存在变化波特率进⾏通信交互的过程。

3）也有可能是接线⽅式不对。因为有些DB9，还需要公头，母头。如果不注意的话，也会存在把TX接到TX上，把RX

接到RX上，这样需要注意的地⽅。

4）在这⾥补充⼀下，有时候可能会使⽤⼀些串⼝助⼿发送测试数据与控制器通信，有些串⼝助⼿的奇偶校验是不起作

⽤，这个要提醒⼀下。

2、这A家的屏可以和设备通信，换成B家的屏就通信不上了？

1）⾸先确认⼀下接线是否正确了，RX和TX是否兼容。

2）地线是否没有接。

3）除了RX，TX，GND，是否还有其它引脚需要短接的。

4）通信协议是否⼀致或不完善，波特率是否⼀样。

3、以前不接地线可以通信，换个设备为什么需要接地线了?

这个问题和上⼀个有类似的。因为有些设备使⽤了隔离电源。以前不接地可以通信，有可能是地线已经在另外⼀个环路

已经共地了，实际地线已经接了，所以才可以通信。可能换了个带隔离电源的，两个设备的地是隔离的，就需要在串⼝

上把地线接起来。这个我是⾃⾝经历过的，有个客户⽼说他的设备通信不上，后来拍个照我给我，他地线没有接，他说

以前不接地线可以通信的。于是我就给他科普了⼀下。

4、⼀个设备是232，另⼀个设备是422，没有转换设备，怎么办?（232与422互转的简单⽅法）

这个情况我遇到过，客户的设备是422通信的，但是我⼿上并没有422设备，只有232通信可以测试。因此就需要把422

转成232进⾏通信。

刚才也讲了422和232的接线，因为这两个都是全双⼯的，接收和发送都是分到的，⽽422只是以⼀种差分信号进⾏传

输。

把422的Rx+与232的TX接，422的RX-与232的GND接。

把422的TX+与232的RX接，422的TX-与232的GDN接。

这样，422设备要发送数据的，就可以发送到了232的RX上。232的TX发数据后，由于TX和GND也形成了差分信号给

422，422就可以接收到数据了。

5、⽤232通信没问题，⽤485通信没问题，使⽤232转485之后就通信不稳定?

232和485从通信原理上，最⼤⼀个差别是全双⼯和半双⼯的区别。可是应⽤层发送数据和接收数据才不管底下是全双

⼯还是半双⼯。

但是485就得管了。因为既然是半双⼯，就得严格保证通路上只能有发送或只能有接收的数据，⼀旦同时有发送和接

收，数据就会冲突了。所以解决的办法就是主站设备，也就是主动命令的⼀⽅就需要严格控制好发送数据命令的节奏

了。

当然有些232转485的设备做的⽐较好了，可以优化这个，但是主站还是要控制，⽐较把通信速率调节慢⼀些（不是调

节波特率）。

6、485单独接每个设备都通信正常，多个从站接⼀块通信就不稳定?

这个是属于485通信的不稳定因素了。

7、要想实现两个屏或两个主站通过485访问modbus设备，有什么好的办法?

在485通信中，基本上是⼀主多从。但是遇到⼀些客户实际使⽤中，有客户想⽤两个屏来访问⼀个modbus设备的。⽬前

暂时还没有好的办法。

8、针对串⼝通信的弱点，在使⽤上应该要注意哪些地⽅?

说来串⼝通信的弱点，那就说来话长了。不过还是长话短说吧。

1）信号⼲扰的问题

建议使⽤带屏蔽线，接线要严格，⽐如要接地。有些485通信上，还考虑接上终端电阻来匹配。如果是232，尽量不要

让线太长。通信协议上尽量避免长报⽂的数据通信。

2）波特率匹配的问题

因为有些设备的计算的波特率是存在误差的，特别是⼀些控制器，由于使⽤的晶振不⼀样。因此在⼀些波特率⽐如9600

波特率就存在误差。存在误差带来的影响是什么呢。因为接收⽅是通过时间来计算⼀个位的。那么如果⼀个报⽂过长，

波特率就存在误差。存在误差带来的影响是什么呢。因为接收⽅是通过时间来计算⼀个位的。那么如果⼀个报⽂过长，

就会存在误差积累的问题，算着算着就偏了。所以，这也是串⼝通信不稳定的⼀些地⽅，在使⽤上应注意避免发送太长

数据的包。

3）在⼀些可能会存在⼲扰的情况，在有的选的情况，可以考虑使⽤奇校验或者偶校验。因为虽说出现错误的可能性不

⼤，但既然存在⼲扰，如果加了校验，⾄少可以把错误的报⽂过滤掉。总好⽐没有校验然后通信数据错了不知道。或者

尽量使⽤⼀些带校验的协议，防⽌数据出错。

4）串⼝通信本来就⽐较慢，请降低对数据响应的要求。

因为串⼝通信本⾝就⽐以太⽹慢。⽽且，串⼝通信并不是能像CPU那样多线程处理。因为就⼀个⼝⼀个线数据出去，即

便你应⽤到程序再怎么⽤多线程处理数据，但是最底下也只有⼀个⼝出去，⼀次也只能传⼀个位，⼀个字节过去。因为

有客户在使⽤9600的波特率通信，但是⼜希望多少的数据可以在多少毫秒内得到响应。

但是串⼝通信还是要事实求是，所以正确认识串⼝通信对应⽤，对开发，对沟通都有着很⼤的帮助的。

为什么不⽤同步通信呢?

刚才提到，同步通信需要依赖于时钟信号。这就存在⼀个问题，这个时钟信号是谁来发起呢。在同步通信中，往往需要

⼀个主设备发起时钟信号读从模块的数据。在实际中，有屏读PLC，有屏读屏的数据。⽽单纯地从异步串⼝通信来说，

是没有主从之说，双⽅都是平等的⾓⾊，都可以互发信息，互收信息。⽽同步通信⼀般是应⽤于CPU读⼀些模块，由

CPU发起时钟信号，⽐如读SD卡模块，就可以通过SPI⽅式，还有⼀些传感器模块。