​ 通讯协议主要是实现两个设备之间的数据交换功能，通讯协议分硬件层协议和软件层协议。硬件层协议决定数据如何传输问题，比如要在设备1向设备2发送0x63，0x63的二进制数为0110 0011，这8个二进制数从设备1传输到设备2，涉及到1怎么传，0怎么传的问题，这就是硬件层要解决的问题。

​ 硬件层协议目前比较多见的有RS-232、RS-485、SPI、IIC等。RS-232规定，线上的电压为x伏都表示传输的是0，y伏传输的则是1。再者，比如要选择多少条线传输数据，选择什么材质的线传输输入，这些也属于硬件层协议约束的。硬件层协议也叫接口协议

​ 软件层协议就指的是通讯双方在软件编码方面约定的通讯规则，就比如说一个人说中文，另一个人也要说中文，两人才能进行交流；常见的软件层协议有Modbus协议、TCP/IP协议、GPRS等；而Modbus协议可以通过串口、RS-485、以太网等来传输；

形象理解为：两个用中文（软件协议）交流的人，可以通过面对面、打电话、发短信等不同的方式（硬件协议）来通信

​ MCU管脚输出TTL电平，TTL电平的意思是，当MCU管脚输出0电平时，一般情况下电压是0V，当MCU管脚输出1电平时，电压是5V。因TTL电平的是由一条信号线，一条地线产生，信号线上的干扰信号会跟随有效信号传送到接收端，使得有效信号受到干扰，485通讯实际上是把MCU出来的TTL电平通过硬件层的一个转换器芯片进行转换:

​ 把MCU出来的一条的TTL信号经过芯片转换为两根线(线A、线B)上的信号。当MCU给转换器输入低TTL电平时，转换器会使得B的电压比A的电压高，反之，A的电压比B的电压高。

​ 485协议规约两条电平线上差值为多少表示0或者1，电压是通过仪表可以测量得到的，所以说RS-485是硬件层协议。

​ 485协议的接收端可能是另一个MCU，MCU管脚也只接受TTL电平，转换芯片过来的是两条线的电压，所以需要对此两条线差分电压转换为TTL电平。

​ 把TTL转为485，实质是一个集成芯片，其间无任何程序代码，纯粹硬件逻辑。同理，将485电平转为TTL也是如此。现在很多芯片把接收和转换都集成到一块IC，注意，转换器和接收器依旧是没有同时工作的，常见的转换芯片是MAX485。

可以这样理解，硬件层协议是公路，路的目的是为了让车辆能够过去。

​ 首先了解什么是单工通讯，单工通讯是指数据只能朝着一个方向传输的通讯方式。而半双工通讯则是指对于通讯两端，不能同时相对方法发送数据，必须错开时间段发送。

​ RS-485的通讯线只有2条，且这两条通讯线在一次传输中都需要用到，因此485只可实现半双工通讯。485实现半双工通讯，会遇到一个问题，MCU1向MCU2发数据时，并不知道线上是否正传来MCU2数据，因为没有其他线可用来判断对方的收发状态，那么可能也会导致数据冲突。因此，RS-485要实现半双工通讯，就需要上层的软件协议加以规约，也就是做到”不能你想发数据就发数据”。可以理解，软件层协议就好像交通规则，它能让数据有序传输。

​ 电子工业协会（EIA）于1983年制订并发布RS-485标准，并经通讯工业协会（TIA) 修订后命名为TIA/EIA-485-A，所以TIA/EIA-485-A才是真正的名字，因为人们已经叫习惯RS-485了，所以后续也一直沿用RS-485这个叫法。 ​ RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。 ​ RS-485标准与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式(Differential Driver Modc)，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为 B，如图所示。

RS-485传输方式：半双工通信、==（逻辑1：+2V ~ +6V 逻辑0：-6V ~ -2V）==这里的电平指AB 两线间的电压差。

因为大多数MCU的信号都是TTL信号，且数据是通过串口发送和接收，是不符合RS-485标准的，所以要将数据放在485通信线上传输的话，就要将TTL信号转为RS-485的差分信号，然后在AB线上传输，到达节点后再将RS-485的差分信号转换为TTL信号，给节点的MCU进行数据处理

RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。

RS-485总线同I2C，也是主从模式，支持点对点单从机模式，也支持多从机模式，不支持多主机模式。

该原理图是一个基本的RS-485电路，采用的是Sipex公司的SP3485芯片，是一款低功耗的，工作电压为3.3V的芯片，该芯片的一些特性后面会介绍到

微处理器的标准串行口通过RXD直接连接SP3485芯片的RO引脚，通过TXD直接连接SP485R芯片的DI引脚。

让该芯片处于发送模式还是接收模式的选择位是DE/!RE，一般情况下把这两个引脚接在一起，只用微处理器的一个引脚控制

U9是TVS管，环境恶劣时可加，做保护作用，平时实验可以不加

R25是上拉电阻，R27下拉，默认状态下将A拉高，B拉低，如果不加电阻，那默认情况下是不稳定的，会对单片机的引脚造成干扰

收发器内部是一个接收器（上半部分）加一个发送器（下半部分），然后就是引脚功能

RO：接收器输出

RE：接收器输出使能（低电平有效）

DE：发送器输出使能（高电平有效）

DI：发送器输入

GND：接地连接

A：发送器输出/接收器输入反相

B：发送器输出/接收器输入反相

Vcc：正极电源（+3.3V