RS232协议
一文读懂 RS232：从基础概念到实操，说得明明白白
咱们先抛开复杂术语，用大白话把 RS232 的核心逻辑讲清楚 —— 它就是设备间 “传小数据” 的常用接口，比如单片机跟电脑、传感器跟控制器之间通信，很多时候都靠它。下面从基础概念、协议规则、自定义优化到实操接线，一步步说透：
一、先搞懂：RS232 到底是个啥？跟 “串口”“UART” 啥关系？
很多人容易把这些词搞混，其实可以这么理解：
串口是个大类别，就像水果；RS232、RS485 是串口里的具体品种，就像苹果、橘子。
UART是串口的工作方式（异步通信），不用额外的时钟线，靠约定好的规则传数据；如果加了时钟线，就叫 USRT（同步通信）。咱们平时说的 RS232，基本都是 UART 方式，所以常说串口≈RS232≈UART。
再说说 RS232 的优缺点，为啥大家又爱又恨：
优点：简单、便宜！不管是单片机、ARM 还是电脑，基本都带这个接口，不用额外加复杂电路。
缺点：抗干扰差、传不远！它靠 TXD 线和 GND 线之间的电压传数据（比如 + 12V 代表 0，-12V 代表 1），这种方式容易受外界干扰，一般最多传 15 米，再远数据就乱了。
还有个关键细节：设备内部用的是 TTL 电平（0V 代表 0，5V 代表 1），但真正跟外部设备通信时，必须把 TTL 电平转成 RS232 电平（比如用 MAX232 芯片），不然俩设备说不到一块儿去。
二、RS232 的 “通信规则”：怎么保证数据传不错？
RS232 是异步通信 —— 没有时钟线同步，那怎么让接收方知道哪段是有效数据？就靠起始位、数据位、校验位、停止位这四个小管家，每一个数据（比如一个字节）都要带着这四位一起传：
起始位：告诉接收方要开始传数据了，一般是 1 个低电平。
数据位：真正要传的内容，比如 8 位（1 个字节），像 0x66（二进制 01100110）。
校验位：简单检查数据错没错，比如奇校验（数据位里 1 的个数要为奇数，不够就补 1）、偶校验（1 的个数为偶数）。但这招很粗糙 —— 如果错了 2 个 bit，校验位根本查不出来。
停止位：告诉接收方这个数据传完了，一般是 1 个或 2 个高电平。
但光靠这四个小管家，还是会出问题：
- 校验位查错能力差，传错了不知道；
- 数据错了没法让对方重传；
- 如果总线上接了好几个设备（比如 1 个主机带 3 个传感器），主机分不清数据是哪个设备发的；
- 要是没传完停止位，接收方会一直等，导致后续数据都乱了。
所以大家想了个办法：把数据 “打包成帧”—— 一帧数据包含多个字节，每个字节带起始 / 停止位，再加上额外的 “功能段”，解决上面的问题。
三、自定义协议：给数据 “打包”，让通信更靠谱
自定义协议就是根据实际需求，给一帧数据设计固定结构，比如分成帧起始、命令域、地址域、长度域、数据域、校验域这几个部分，举个实际例子你就懂了：
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帧起始：用 0x55 或 0xaa 当开头标志。为啥选这两个数？因为 0x55 是二进制 01010101，0xaa 是 10101010，0 和 1 交替出现 —— 一来接收方能通过 0 和 1 的时间间隔，自动识别波特率（比如 9600bps、115200bps）；二来如果用 0xff（全 1），外界一点干扰就可能被误认成起始信号。
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命令域：定义数据的用途，比如上行数据（设备发往主机）用 0x1d，下行数据（主机发往设备）用 0x3a，请求重传用 0xb7，应答用 0x89。
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地址域（可选）：给每个设备分配唯一地址，比如设备 A 是 0x0a，设备 B 是 0x0b。这样主机发数据时带地址，只有对应地址的设备才会接收，解决 “分不清设备” 的问题；也能把多个设备设成同一地址，实现 “一对多” 通信。
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长度域（可选）：如果每次传的数据长度不一样，就用这个字段说明数据域有多少个字节；如果长度固定，就可以省略。
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数据域：真正要传的业务数据。比如要传 3 个数据 0xa0、0xb0、0xc0，数据域就是 0x03（数据个数）+0xa0+0xb0+0xc0。
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校验域：比之前的校验位靠谱，常用 CRC16 校验（占 2 个字节）。计算时除了帧起始，其他字段都参与校验，能精准查出数据有没有错。
举个完整例子：要给地址 0x0a 的设备发一帧上行数据，包含 3 个数据 0xa0、0xb0、0xc0，一帧数据就是 0x55（帧起始）+0x1d（命令域）+0x0a（地址域）+0x03（数据个数）+0xa0+0xb0+0xc0（数据域）+0x53+0xfb（CRC16 校验）。
另外，还要加 “应答和重传” 机制：接收方校验数据没错，就发一帧应答帧（比如 0x55+0x89 + 校验值）；如果有错，就发重传帧（比如 0x55+0xb7 + 校验值），让对方重新发，这样通信就靠谱多了。
四、实操关键：就接 3 根线，别漏了地线！
想让两个设备通过 RS232 通信，其实不用接很多线，核心就 3 根：
TXD（发送线）：甲设备的 TXD 接乙设备的 RXD（接收线），别接反了，不然发不出去数据。
RXD（接收线）：跟上面对应，乙设备的 RXD 接甲设备的 TXD。
GND（地线）：这根线一定要接！如果不共地，两个设备识别的电压会差很多，数据会乱飘，比如本该是 0 的数据变成 1，根本没法用。
最后总结
不管是 RS232 还是其他通信协议，传数据基本都以字节为单位。比如要传 12 位的 ADC 数据（范围 0-4095），就得拆成两个字节（高位补 0）再传。
从 RS232 到 USB、以太网，能发现物理接口变化不大，但协议越来越复杂 —— 这说明光靠硬件层保证数据可靠不够，还得靠协议里的校验、重传这些机制，才能让数据传得又准又稳。
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